随着农业生产的快速发展,我国畜禽养殖业和水产养殖业逐步向规模化、集约化方向转变,畜禽和水生动物排放的废弃物对环境的压力日趋增大,其中含有重金属和抗生素的畜禽废水对环境和人类健康构成了严重威胁。吸附法具有操作简便、处理费用低、吸附材料可重复利用等优点,天然粘土矿物由于比表面积大、孔径结构丰富、价廉易得、环境污染小,常被用做吸附剂去除废水中的污染物。但是,天然粘土矿物杂质多、通道小,实际比表面积难以达到理论值,造成其吸附性能较低,如能通过适当的改性方法,提高其对重金属和抗生素的吸附性能,对于治理畜禽废水污染将具有很大的潜力。海泡石是一种天然粘土矿物,具有巨大的比表面积和吸附能力,已用于水中多种污染物的吸附去除。为此,本研究利用两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱改性海泡石,采用SEM、XRD、BET和FT-IR等方法对改性材料进行表征,考察了吸附温度、吸附时间、吸附剂投加量、吸附液初始pH和吸附液初始浓度对材料吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的影响,初步分析了吸附去除机理,取得如下主要研究结果:1.以天然海泡石（SEP）为载体,将两性表面活性剂十二烷基二甲基甜菜碱（BS-12）负载到海泡石上,制备两性改性海泡石（BSSEP）。采用扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积分析（BET）、傅里叶红外光谱（FT-IR）和Zeta电位分析表征了改性前后的海泡石的理化性质。研究发现,经过改性后,海泡石表面由相对粗糙疏松变得相对光滑,结构更加紧密;比表面积由4.83 m²/g增加到5.42 m²/g;改性海泡石的晶体结构没有发生较大变化,层间距由0.929 nm增大至0.930 nm;在pH为2⁷时,改性前后海泡石表面均带负电荷,且改性海泡石的Zeta电位值小于天然海泡石;改性海泡石的基本骨架没有变化,在2985 cm^-1和1427 cm^-1附近的-CH₂和C-N伸缩振动峰强说明在改性过程中引入了BS-12的烷基链。2.采用单因素实验,研究了吸附温度、吸附时间、吸附剂投加量、吸附液初始pH和初始浓度对海泡石吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的影响,发现改性海泡石对它们的吸附能力均高于天然海泡石。设计正交实验,进一步考察吸附条件对吸附量的影响,发现在吸附剂用量为6 g/L、Cu²⁺初始浓度为20 mg/L、初始pH为5、温度为30°C时,两性改性海泡石对Cu²⁺的去除率为93.46%;在吸附剂用量为5 g/L、Zn²⁺初始浓度为20 mg/L、初始pH为7、温度为35°C时,两性改性海泡石对Zn²⁺的去除率为96.48%;在吸附剂用量为7 g/L、四环素初始浓度为5 mg/L、初始pH为7、温度为20°C时,两性改性海泡石对四环素的去除率为99.32%;吸附剂用量为5 g/L、初始pH为4、温度为30°C时,两性改性海泡石同步吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的去除率分别为59.58%、22.45%和52.90%。3.改性前后的海泡石吸附Cu²⁺和Zn²⁺均符合准一级动力学方程,吸附四环素符合准二级动力学方程。用改性海泡石吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素,比用天然海泡石的吸附平衡时间分别缩短了60、20和10 min,说明两性改性提高了海泡石对它们的吸附速率。Langmuir等温吸附模型能够很好地描述两性改性海泡石对Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的吸附过程,最大吸附量比天然海泡石分别提高了0.56、2.28和6.13mg/g,说明两性改性提高了海泡石对它们的吸附容量。4.海泡石吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的（35）G均小于0,（35）H均大于0,K_D均随温度的升高而升高,说明海泡石吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的过程为自发吸热过程,升温有利于吸附过程的进行,存在物理吸附形式。海泡石吸附Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的过程符合Langmuir等温吸附模型,主要为单分子层吸附;改性过程使海泡石负载BS-12,引入疏水碳链和羧基基团,存在化学吸附。吸附过程为物理吸附和化学吸附共同作用的结果。5.HCl能够解吸吸附态Cu²⁺、Zn²⁺和四环素,解吸率随HCl浓度的增大而增大。当HCl浓度为0.4 mol/L时,Cu²⁺、Zn²⁺和四环素的解吸率分别为68.30%、78.34%和88.12%,说明解吸过程有利于再生吸附剂和回收吸附质。