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来源于制革、镀铬、采矿、电镀以及木材加工等行业排放的工业废水,均含有Cr(Ⅲ),同时Cr(Ⅲ)往往与该类废水中高浓度的有机络合剂、油类、以及可溶性无机盐Na+、SO42-,Cl-,Ca2+等多种物质共存,形成复杂的污染体系,导致针对Cr(Ⅲ)的去除难度加大。因此,如何去除包含有高盐、高络合剂的复合污染体系中的Cr(Ⅲ)这一问题备受关注。多种功能基团修饰的磁性吸附剂具有高效、环保且易于回收利用的优势。本论文以实验室合成的丁二酸改性磁性复合材料(Fe3O4@Si O2-NH-COOH)、亚氨基二乙酸(IDA)改性硅包铁磁性材料(Fe3O4@SiO2-IDA)和乙二醇双(2-氨基乙基醚)四乙酸(EGTA)改性的磁性硅包铁复合材料(Fe3O4@SiO2-EGTA)作为羧基化的吸附剂对废水中的Cr(Ⅲ)进行吸附去除。通过等温吸附和动力学实验研究了这三种吸附材料对Cr(Ⅲ)的吸附效果,考察了pH、阳离子、有机络合剂以及高盐、高络合剂的复合污染体系等影响因素对吸附效果的影响,对材料的脱附再生性能进行了研究,并结合FT-IR、XRD、TGA、BET和XPS等表征结果和实验数据阐明了其内在吸附机制。主要得到以下结论:(1)Fe3O4@SiO2-NH-COOH对Cr(Ⅲ)的吸附:实验成功制备得到丁二酸功能化的吸附剂Fe3O4@SiO2-NH-COOH。通过多种表征手段证明羧基基团成功修饰在Fe3O4@SiO2表面,且未改变Fe3O4的晶型结构。吸附剂易于磁性回收。吸附实验结果表明,在25℃,溶液p H为4时,吸附剂对Cr(Ⅲ)的吸附性能良好,实际最大吸附容量为19.98 mg/g。Langmuir模型可进一步阐释等温吸附结果,吸附过程为有利吸附。动力学吸附过程遵循拟二级动力学反应模型,由于Cr(Ⅲ)浓度梯度驱动力的作用使得Cr(Ⅲ)浓度越高吸附量越大。随溶液pH值增加,Fe3O4@SiO2-NH-COOH对Cr(Ⅲ)的吸附量逐渐增大;阳离子、有机络合剂以及有机络合剂和高盐共存的复合体系会阻碍Cr(Ⅲ)的吸附过程。吸附剂再生性能良好。XPS机理分析结果表明,吸附剂主要通过羧基络合Cr(Ⅲ)实现吸附去除。(2)Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)的吸附:实验制备得到羧基化的吸附剂Fe3O4@Si O2-IDA,表征结果证明材料表面成功包覆上了IDA,材料晶型结构未发生变化,且吸附剂的磁分离性能良好。经一系列Cr(Ⅲ)吸附实验研究证明,Fe3O4@SiO2-IDA吸附性能良好,在25℃,pH为4的条件下,实际最大吸附量为23.47 mg/g。Langmuir模型可阐释等温吸附过程的拟合结果,吸附过程为有利吸附。拟二级反应模型可以解释动力学吸附曲线,吸附过程迅速。当溶液pH值增加时,Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)的吸附容量也相应增大;阳离子、有机络合剂以及有机络合剂和高盐共存的复合体系对Cr(Ⅲ)的吸附过程存在抑制作用。经脱附循环再生实验研究证明,Fe3O4@SiO2-IDA对Cr(Ⅲ)吸附效果基本保持稳定,吸附剂再生性能良好。XPS结果表明,材料表面功能基团中的N、O原子与Cr(Ⅲ)形成螯合物,从而实现了对水中Cr(Ⅲ)的吸附去除。(3)Fe3O4@SiO2-EGTA对Cr(Ⅲ)的吸附:实验制备出了羧基化的吸附剂Fe3O4@Si O2-EGTA。采用多种表征方法对其进行表征,证明EGTA成功包覆在Fe3O4@SiO2表面,晶型结构未改变,且吸附剂具有良好的磁性能,易于实现吸附剂与吸附质的磁性分离。根据吸附实验结果可知,在25℃,p H为4时,Fe3O4@Si O2-EGTA对Cr(Ⅲ)吸附性能良好,实际最大吸附容量为25.25 mg/g。Langmuir模型可阐释吸附剂吸附Cr(Ⅲ)的等温吸附曲线,且拟二级反应模型适合于描述吸附剂对Cr(Ⅲ)的动力学吸附曲线。pH的升高有利于Fe3O4@Si O2-EGTA对Cr(Ⅲ)的吸附;阳离子、有机络合剂、有机络合剂和高盐复合体系对Cr(Ⅲ)的吸附效果存在抑制作用。吸附剂再生性能良好。XPS分析表明,吸附剂表面的羧基是螯合吸附Cr(Ⅲ)的主要活性位点。