【摘 要】
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目前常用的吸附剂分离手段主要有离心分离、膜分离和磁分离，但他们普遍存在处理方法复杂、耗时、耗能等问题。研发出具有高吸附性、易分离、可循环利用的吸附剂对于处理实际污水具有重要意义。蒙脱石是一种储量丰富、加工成本低且具有高吸附性能的天然矿物，在重金属污水防治领域有较大的应用潜力。而羧甲基壳聚糖作为一种絮凝剂，能够促进吸附剂的聚集沉降，实现低成本的快速分离，同时其结构中含有多种官能团，也能提高对重金属离
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目前常用的吸附剂分离手段主要有离心分离、膜分离和磁分离，但他们普遍存在处理方法复杂、耗时、耗能等问题。研发出具有高吸附性、易分离、可循环利用的吸附剂对于处理实际污水具有重要意义。蒙脱石是一种储量丰富、加工成本低且具有高吸附性能的天然矿物，在重金属污水防治领域有较大的应用潜力。而羧甲基壳聚糖作为一种絮凝剂，能够促进吸附剂的聚集沉降，实现低成本的快速分离，同时其结构中含有多种官能团，也能提高对重金属离子的吸附能力。为此，本论文通过溶剂热法、等离子体表面修饰和优化制备工艺，制备了吸附性能优异且易分离的羧甲基壳聚糖磁性蒙脱石复合材料(CMC-Mt@MH)。联合使用多种现代化表征手段对复合材料的表面形貌、结构、组成等物理化学性质进行了深入研究；探究了CMC-Mt@MH去除污水中Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的潜在应用。结论如下：
(1)SEM、EDS、XRD、XPS、FT-IR等表征结果表明：通过溶剂热法和等离子体技术，羧甲基壳聚糖磁性蒙脱石复合材料(CMC-Mt@MH)被成功制备。
(2)CMC-Mt@MH具有超顺磁性，能够在外界附加磁力作用下迅速脱离水体；同时，该复合材料还具有良好的沉降能力，可通过自身重力作用快速、高效的与水体分离。上述操作，增大了材料粒径，使得材料具有快速沉降的优异性能。
(3)复合羧甲基壳聚糖，能够提升Mt@MH对重金属离子的吸附性能。Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)在CMC-Mt@MH上的吸附率分别提高了33.13%和39.48%。羧甲基壳聚糖结构中的-OH、-NH-和-COOH可以有效增多材料对重金属离子的结合位点，进而提升吸附性能。
(4)CMC-Mt@MH对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)的吸附性能与固液混合体系的作用介质相关，其中溶液pH值的影响最为显著。CMC-Mt@MH对Pb(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)具有快速高效的吸附行为，仅需2h即可达到平衡。同时，Pb(Ⅱ)和Ni(Ⅱ)的吸附过程可用准二级动力学模型描述，符合Langmuir等温吸附方程。热力学分析表明，Pb(Ⅱ)在CMC-Mt@MH上吸附为放热反应；而Ni(Ⅱ)的吸附过程为吸热反应。
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