近几年，由于抗生素的广泛使用及其难降解、伪持续性和生物积累等特性已成为水体中不可忽视的污染物。头孢菌素的使用量占抗生素用量的七成以上，其不仅会对水体环境产生影响，还会干扰人体激素的分泌，实现水体中头孢菌素的去除十分必要。金属有机框架材料的孔径可调节，比表面积高，制备简单，是性能优异的吸附材料。制备一定孔径的介孔金属有机框架材料可实现水体中微量头孢菌素类抗生素的高效吸附。
　　本文通过在金属有机框架材料的制备中添加模板剂调节材料的孔径和性质，制备了高效吸附头孢他啶的吸附剂，并重点研究了吸附剂对头孢他啶的吸附性能。同时对吸附过程的吸附动力学、吸附热力学以及吸附机理进行探究。研究内容和结果如下:
　　1.选择金属有机框架材料Cu-BTC为本体材料，在十六烷基三甲基溴化铵和十二酸钠的添加量分别为0.1mmol和0.2mmol时，所制备材料CS-0.2的孔径与头孢他啶分子直径具有一定比例且材料组成结构和官能团等与本体材料Cu-BTC相同。材料孔径为3.90nm，比表面积为593.06m2·g-1，具有明显的羧酸酯基和Cu-O官能团。该材料对水体中头孢他啶的吸附量最大，为102.37mg·g-1。
　　2.研究不同实验条件下，吸附剂CS-0.2对水体中头孢他啶的吸附性能。各因素对吸附性能的影响如下:离子强度影响溶液的双电层和静电力，pH影响头孢他啶侧链的伯胺质子化程度，腐殖酸与溶液中头孢他啶形成竞争吸附，头孢他啶浓度影响溶液的传质驱动力，温度影响溶液的扩散速率。在响应曲面法得到最优的条件下，吸附剂对头孢他啶的实际吸附量为154.62mg·g-1，与模型预测值的相对误差为2.9％且材料三次循环吸附后的吸附容量为50.19mg·g-1，具有一定的重复使用性。
　　3.实验结果表明准二级动力学模型能较好地拟合头孢他啶在CS-0.2材料上的吸附，表面扩散和颗粒内扩散同时作为吸附过程的限速步骤。吸附剂对头孢他啶的吸附为单分子层吸附，且随温度升高，头孢他啶和吸附剂之间的结合强度增强。吸附过程是自发、吸热、熵增的，主要吸附机制为化学吸附。
　　4.吸附材料CS-0.2对头孢地尼、头孢吡肟、头孢噻肟、头孢曲松、头孢氨苄、头孢拉定、头孢呋辛、头孢克洛的吸附量分别为143.3、110.8、107.0、89.02、51.00、29.60、25.22、16.61mg·g-1且8种头孢菌素在吸附材料上的吸附符合准二级动力学模型。定量结构-性质关系结果表明，正辛醇/水分配系数(logP)、解离常数(pKa2)、氢键供体数(D)以及密度(ρ)与吸附材料CS-0.2对头孢菌素的吸附效果有关。
　　5.吸附材料Cu-O键和头孢他啶氨基的相互作用在吸附过程中起重要作用，吸附材料CS-0.2对头孢他啶的吸附机理主要是头孢他啶分子侧链上的伯胺与CS-0.2间形成氢键的化学吸附。