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在国内外研究基础上,本课题以小麦秸秆和花生壳为原材料,通过物理炭化和化学改性制备炭化材料和改性材料吸附剂,并将原材料、炭化材料及改性材料用于对水溶液中Cd2+的吸附研究。在实验前期,通过单因子优化实验探讨了吸附时间、pH、投加量以及初始浓度对吸附效果的影响。在最优化条件下,完成吸附动力学实验和等温吸附实验,通过模型模拟参数描述吸附过程及吸附机理。1、小麦秸秆在最优化条件下(吸附时间为12h,pH为7,投加量为0.8g)对浓度为100mg/L的Cd2+溶液的吸附率达到了90%；花生壳在最优化条件下(吸附时间为12h,pH为7,投加量为0.6g)对浓度为100mg/L的Cd2+溶液的吸附率达到了97%。根据Langmuir模型,在313K温度条件下,小麦秸秆对Cd2+的理论最大吸附量为35.971mg/g,花生壳为30.395mg/g。两种原材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型。将吸附动力学实验数据带入Lagergren准一级、准二级动力学方程,据拟合结果,二者均符合准一级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数,小麦秸秆和花生壳的ΔG均小于零,AH均大于零,表明二者对Cd2+的吸附是自发、吸热的过程。2、通过控制炭化温度(150℃、300℃、450℃、600℃、750℃)的变化,根据吸附实验结果,寻求最佳炭化温度。实验表明,小麦秸秆和花生壳均在750℃条件下制备的炭黑具有最大吸附量。小麦秸秆炭黑的吸附最佳条件：吸附时间为10h,pH为7,投加量为0.2g；花生壳炭黑的吸附最佳条件：吸附时间为12h,pH为7,投加量为O.1g。根据Langmuir模型,小麦秸秆炭黑在303K温度下,对水溶液中Cd2+的理论最大吸附量为114.980mg/g;花生壳炭黑在313K温度下,对水溶液中Cd2+的理论最大吸附量为156.250mg/g。两种炭黑材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型,吸附动力学符合准一级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数,小麦秸秆和花生壳的ΔG均小于零,AH均大于零,表明二者对Cd2+的吸附是自发、吸热的过程。3、将吸附原材料用50%的ZnCl2溶液,以1：1的比例浸泡进行改性,改性时间为24h,并将改性后的材料在640W的微波下照射4min。改性后的吸附剂对水溶液中的Cd2+具有很好的吸附能力。改性小麦秸秆和改性花生壳均在吸附时间为12h,pH为7,投加量为0.20g时达到最佳吸附效果,吸附率分别为95%和99%。根据Langmuir模型,在313K条件下,改性小麦秸秆和花生壳对Cd2+的理论最大吸附量分别为133.333mg/g.145.515mg/g。两种改性材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型,吸附动力学符合准二级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数,改性小麦秸秆和改性花生壳的△G均小于零,△H均大于零,表明二者对Cd2+的吸附是自发、吸热的过程。