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目前重金属镉离子(Cd2+)的水污染问题受到人们极大的关注。碳纳米材料,尤其是碳纳米管及石墨烯,具有比表面积大,吸附能力强等特点,在高效水处理领域已经展现出良好的发展潜力。本论文将预先处理过的CNTs或GO分散在水中,通过锰盐之间的氧化还原反应,直接一锅法制备出MnO2/CNTs和MnO2/GO两种吸附材料,对两种材料进行FTIR、SEM、XRD、BET等表征,并将其用于含镉废水处理,系统研究了各影响因素对吸附效果的影响规律,优化了吸附分离条件,最后浅析了复合化功效机制。通过对水中Cd2+的吸附试验,系统研究了不同因素等对吸附效果的影响。结果表明,对于MnO2/CNTs而言:当负载量为30%、含镉水的pH为6-8、吸附时间120 min、吸附剂用量为20 mg、样品流速为2.0 mL/min、样晶体积为5 mL时改性的负载Mn02碳纳米管对Cd2+的吸附量最优,去除量最高;对于MnO2/GO而言:当负载量为15%、pH为5-11、吸附时间30 min、吸附剂用量为10 mg、样品流速为2.0 mL/min、样晶体积为5 mL时MnO2/GO对Cd2+的吸附量最优,去除量最高。实验结果还表明它们的吸附量不受溶液中共存离子的影响。平衡吸附等温、吸附动力学和热力学数据分析数据表明:MnO2/CNT和MnO2/GO对Cd2+的吸附比较符合朗缪尔模型,吸附过程为自发、吸热、熵增过程,它们的吸附动力学过程比较符合拟二级动力学模型。最后,综合对比MnO2/CNTs、MnO2/GO对实际含镉废水综合处理效果,结果表明:MnO2/CNTs和MnO2/GO对溶液中Cd2+均具有较强的吸附能力,其中,MnO2/GO吸附材料综合处理能力更强,更加高效。两种材料在含镉废水处理方面均具有广阔的应用潜力。