随着工业的发展，不达标重金属废水的排放问题日益严重，对环境及人类健康造成严重威胁。传统重金属废水分离方法如化学沉淀法，存在化学试剂使用量大、产生污泥多难以处置、二次污染、出水无法达标等缺点，而离子交换、电化学分离等方法虽然分离效果较好，但处理费用昂贵，因此，研究开发高效、经济、环保的重金属捕集剂分离废水中的重金属离子，具有重大的社会、经济和环境意义。本论文制备了DTCT重金属捕集剂、DTC（二硫代氨基甲酸）改性壳聚糖重金属捕集剂（DTC-CS）、壳聚糖-聚乙烯醇吸附膜（CS-PVA），应用螯合吸附原理，分离去除废水中Cu²⁺和Cd²⁺，主要研究成果如下所述：1. DTCT：以乙二胺和三乙烯四胺为单体，环氧氯丙烷为交联剂，合成了具有氨基支化结构的大分子骨架，在此骨架的氨基基团上接枝CS2，生成含有DTC功能基团的水溶性大分子重金属捕集剂，正交试验优化了合成工艺条件。DTCT处理浓度1000mg/LCu²⁺废水，最佳捕集条件为DTCT用量25mg/mL，pH3，反应时间1min，处理1000mg/LCd²⁺废水，最佳捕集条件为DTCT用量35mg/mL，pH6，反应时间5min，Cu²⁺和Cd²⁺去除率均达到99.9%以上，满足排放要求，将其应用于实际废水，处理效果显著。对螯合沉淀物稳定性及螯合机理进行了研究，证明了DTCT可有效去除废水中重金属离子。2. DTC-CS：壳聚糖与CS2在甲醇和水的反应介质中，以质量分数35%的NaOH为催化剂，合成了DTC-CS，对合成产物进行了FT-IR、元素分析、XRD、TG等结构表征，确定产物中含有DTC基团，确定了最佳捕集Cu²⁺条件（DTC-CS用量33mg/mL，pH4.5-5，反应时间30min）和最佳捕集Cd²⁺条件（DTC-CS用量60mg/mL，pH5.5-7，反应时间50min），Cu²⁺和Cd²⁺去除率均达到99.9%以上。DTC-CS的脱附回收实验表明，1mol/L硫脲和0.05mol/L HCl的混合溶液对Cu²⁺和Cd²⁺的脱附效果最好，最大脱附率分别为87.13%和89.64%，相比DTCT而言，实现了重复使用，节约了成本。3. CS-PVA膜：采用浸渍沉淀相分离法和流延法两种方法制备了CS-PVA膜，通过SEM表征证实，浸渍沉淀相分离法制得的膜表面粗糙多孔，结构疏松，吸附分离效果大大高于流延法制得的光滑致密膜。研究了浸渍沉淀相分离法制备的CS-PVA吸附分离废水中Cu²⁺和Cd²⁺的最佳条件，结果表明，在固液比为5g/100mL，Cu²⁺和Cd²⁺溶液pH分别为4.5和6，吸附时间分别为270min和300min时，吸附分离效果最好，对吸附前后膜结构的变化进行了FT-IR、XRD的分析，并对膜的“吸附-脱附”循环使用次数进行了研究，确定此法制得吸附膜性能稳定，且可循环使用。综上所述，DTCT对重金属离子的去除效果最好，但存在不能回收利用、残留水中具有一定毒性的缺点，DTC-CS实现了回收利用，含有可生物降解的壳聚糖，一定程度上降低了生物毒性，CS-PVA膜吸附分离重金属离子效果良好，完全无毒环保，可循环利用，是一种绿色高效的水处理材料，是未来重金属捕集材料的发展方向。