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我国水体环境污染问题十分严峻,其中重金属污染和有机物污染是一个较难解决的问题,传统的环保技术和环保材料具有投资运营成本高、能耗大和产生二次污染等缺点,难以有效地解决目前日益增加的复杂污染问题。因此,对现有技术进行改造,研究开发新的环保材料,研制价格低廉、无二次污染的净水材料,降低水处理成本,提高净化效率已成为废水处理领域急需面临解决的一个问题。本论文将主要围绕利用β-环糊精对天然矿物材料和生物炭材料进行改性和对水体中重金属和有机污染物的吸附两方面进行深入细致的研究。以价格低廉且来源广泛的沸石、蛭石这两种矿物材料以及秸秆生物炭、棕榈生物炭这两种生物炭材料为研究对象,尝试以环氧氯丙烷(EPI)为交联剂,将β-环糊精分别负载到四种材料表面,希望制备出既能大量吸附水体中重金属离子和有机污染物,又能够有效与水体分离的新型吸附材料,为治理重金属和有机物污染水体的新材料制备提供参考。试验结果表明:(1)红外光谱、扫描电镜、能量色散谱分析、元素分析和热重分析表征试验结果均证明:采用1mol/L的HC1溶液对沸石、蛭石、秸秆生物炭和棕榈生物炭进行活化预处理,以与β-环糊精摩尔比为4:1的环氧氯丙烷(EPI)为交联剂,加入到质量浓度为7.0%的NaOH溶液中,在25℃室温下以120rpm的转速搅拌反应6h,可以成功地将β-环糊精负载到沸石、蛭石、秸秆生物炭和棕榈生物炭上。(2)沸石、蛭石、秸秆生物炭和棕榈生物炭经过HC1的活化和负载β-环糊精均能提高其对水体中Cd2+、Pb2+和甲基橙的吸附,其中负载β-环糊精的提升效果更为显著。(3)对比F2、ZH2、J2和Z2在不同Cd2+浓度下对水体中Cd2+的吸附,其最大吸附量为:J2(92.5mg/g)>F2(90.0mg/g)>ZH2(62.0mg/g)>Z2(59.5mg/g);对比F2、ZH2、J2和Z2在不同Pb2+浓度下对水体中Pb2+的吸附,其最大吸附量为:F2(159.6mg/g)>J2(131.2mg/g)>ZH2(114.1mg/g)>Z2(95.3mg/g);对比F2、ZH2、J2和Z2在不同甲基橙浓度下对水体中甲基橙的吸附,其最大吸附量为:J2(17.61mg/g)>F2(13.41mg/g)>ZH2(11.59mg/g)>Z2(6.23mg/g)。(4)吸附动力学研究表明,准一级和准二级动力学模型均能较好地描述F2、ZH2、J2和Z2对水体中Cd2+和Pb2+的吸附过程,说明F2、ZH2、J2和Z2对水体中Cd2+和Pb2+的吸附过程中物理吸附和化学吸附均起着主导作用;准一级动力学模型能较好地描述F2、ZH2、J2和Z2对水体中甲基橙的吸附过程,说明F2、ZH2、J2和Z2对水体中甲基橙的吸附过程中物理吸附起着主导作用。(5)吸附热力学研究表明,Langmuir型吸附等温模型能较好地描述F2、ZH2、J2和Z2对水体中Cd2+、Pb2+和甲基橙的吸附过程,说明F2、ZH2、J2和Z2对水体中Cd2+、Pb2+和甲基橙的吸附过程更趋向于单分子层吸附。综上所述,负载β-环糊精后的沸石、蛭石、秸秆生物炭和棕榈生物炭对水体中重金属污染物Cd2+和Pb2+的吸附能力大于有机污染物甲基橙,对Pb2+的吸附效果最佳。其中,对水体中Cd2+和甲基橙吸附效果提升最佳的材料为秸秆生物炭,对水体中Pb2+吸附效果提升最佳的材料为沸石。