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随着我国经济的快速发展，重金属污染排放日趋严重，污染事件频频发生，给人类健康和环境产生了很大的威胁，重金属污染的治理已经成为环境学界研究和关注的热点。在各种重金属废水处理方法中，吸附法由于操作简单、处理效率高、吸附剂来源丰富、价格低廉等优点逐渐脱颖而出，被广泛应用于对重金属离子的吸附去除。本课题的研究目的是寻求一种制备过程简单、对重金属离子具有较好的吸附性和耐盐性的新型吸附材料，为重金属废水的治理提供新的途径。本论文采用N-羟甲基丙烯酰胺(N-hydroxymethyl acrylamide，HMAm)和2-丙烯酸羟乙酯(2-hydroxyethyl acrylate，HEA)作为共聚反应的两种单体，应用低温辐照技术，制备了共聚物水凝胶p(HMAm/HEA)，采用原位氧化还原法，负载纳米水合氧化锰(HMO)，合成了纳米复合水凝胶HMO-p(HMAm/HEA)。运用SEM、TEM、XRD、TGA、FTIR、XPS等方法表征了水凝胶的表面形貌和组分结构，探讨了溶液初始pH值、反应温度、重金属溶液初始浓度、吸附时间、竞争性Ca2+和Na+等因素对HMO-p(HMAm/HEA)吸附去除pb2+、Cu2+、Cd2+和Ni2+四种重金属离子的影响，运用FTIR和XPS表征，解析了纳米复合水凝胶对重金属离子的吸附机理，并研究了纳米复合水凝胶的脱附再生性能，主要结论归纳如下: 1、以HMAm和HEA为共聚单体，在-78℃低温条件下采用60Co-γ射线（总剂量为20kGy）进行辐照24h，成功制备了一种新型共聚物水凝胶p(HMAm/HEA)。以p(HMAm/HEA)为基体，采用原位氧化还原法负载纳米水合氧化锰，制备得到纳米复合水凝胶HMO-p(HMAm/HEA); 2、SEM表征证实p(HMAm/HEA)具有三维网络多孔结构，孔径范围在10～50μm之间，并已成功负载HMO粒子;TEM表征显示，HMO粒子是以纳米级针状或球状颗粒分散在p(HMAm/HEA)孔道内;比表面积表征表明，负载后的纳米复合水凝胶的比表面积有一定程度的增大;机械性能表征证明，纳米水合氧化锰的负载能够提高水凝胶的机械性能;XRD表征说明，纳米水合氧化锰已经成功负载至载体上，主晶相为δ-MnO2;热重分析表明，p(HMAm/HEA)和HMO-p(HMAm/HEA)的热稳定性均优于单体HEA和HMAm;FTIR分析表明，p(HMAm/HEA)是HMAm和HEA的共聚产物，具有酰胺基和羟基，且纳米HMO成功负载到p(HMAm/HEA)上，HMO富含羟基;XPS测试表明，HMO-p(HMAm/HEA)可以有效地吸附重金属离子; 3、对不同组分的p(HMAm/HEA)进行溶胀性能和对重金属吸附实验，结果显示:p(HMAm/HEA)的溶胀率范围为1.93～4.24;p(HMAm/HEA)对四种重金属离子的吸附能力受到功能基团含量和聚合网络结构的双重影响。当水的体积分数为70％，HMAm％为10％时制备得到的水凝胶(7-H1H9)不仅具有最优的聚合网络结构，同时对四种重金属离子的吸附容量最高，选择此配比的p(HMAm/HEA)作为基体，原位负载纳米水合氧化锰制备纳米复合水凝胶; 4、对比负载纳米HMO前后水凝胶对四种重金属离子处理能力，负载后的纳米复合水凝胶的吸附容量显著增加，表明HMO纳米颗粒的小尺寸效应使得HMO-p(HMAm/HEA)的比表面积增大，表面活性更强; 5、pH值影响实验表明，随着pH值的增加，HMO-p(HMAm/HEA)的吸附容量随之增加直至趋于平缓，且吸附pb2+、Cu2+、Cd2+和Ni2+最适宜pH值分别是5.0，5.0，5.5和5.5;温度实验显示，吸附过程不受温度的影响; 6、吸附等温线研究表明，HMO-p(HMAm/HEA)的等温吸附过程较好地符合Langmuir方程，且为优惠吸附;动力学研究结果表明，吸附动力学模拟均较好地符合准二级动力学方程，且化学吸附为吸附限速步骤; 7、竞争性实验表明，HMO-p(HMAm/HEA)对四种重金属的竞争优先性顺序为pb2+＞Cu2+＞Cd2+＞Ni2+，这可能归因于各种重金属离子的特征属性的差异;HMO-p(HMAm/HEA)对四种重金属离子吸附容量随着Ca2+/M2+和Na+/M2+摩尔比的增大，呈现出先降低最后趋于平衡的趋势。HMO-p(HMAm/HEA)的分配系数均高于p(HMAm/HEA)，说明HMO-p(HMAm/HEA)抗Ca2+和Na+的干扰能力较强; 8、XPS分析表明，HMO负载到p(HMAm/HEA)水凝胶上主要是通过-CO-NH的螯合作用以及-OH的离子交换作用;HMO-p(HMAm/HEA)对pb2+、Cu2+、Cd2+和Ni2+的吸附机理主要是-OH与重金属之间的离子交换作用; 9、脱附再生实验表明，采用0.1mol·L-1的HCl溶液为脱附剂，脱附效率高于90％，经过4次吸附-脱附循环再生后，纳米复合水凝胶对四种重金属离子的吸附容量均能够达到初始吸附容量的90％,重复利用性好。