聚天冬氨酸是一种具有良好生物相容性的环保型材料,具有良好的生物可降解性和环境友好性,因其优越的性能被广泛应用于化妆品、工业水处理、医药、农业等行业。本论文以顺丁烯二酸酐和液氨为原料,采用固相熔融法,分两步合成了中间产物聚琥珀酰亚胺,然后在碱性条件下水解得到聚天冬氨酸。采用红外光谱和凝胶色谱分析技术对产物聚天冬氨酸进行了表征,研究了多种因素,如原料摩尔比、反应温度、反应时间、水解pH值、水解温度、水解时间等因素对聚合产物的分子量和产率的影响,优化了聚天冬氨酸合成的工艺条件。然后采用静态阻垢法探究了聚天冬氨酸阻垢剂对CaCO3的阻垢性能。结果证明:通过改进和优化聚天冬氨酸的合成工艺,得到了分子量可控、产率较高的聚天冬氨酸,分子量在5000⁸000之间。聚天冬氨酸可以螯合多种金属阳离子,具有优良的分散性能,但在实际应用中存在着固液分离困难、不易回收等问题。本论文将聚天冬氨酸和蒙脱土相结合,制备了聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料,作为一种新型吸附剂用于水溶液中Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺三种重金属离子的去除研究。采用FTIR、XRD和TG三种现代分析技术对复合材料进行了结构表征,结果表明我们成功合成了聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料。然后研究了Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺三种单一体系中吸附剂用量、吸附温度、吸附时间、pH值等因素对金属离子去除率的影响,得到了聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料去除Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺三种金属离子的最佳条件,并在此基础上对吸附过程的热力学和动力学也进行了深入探索。在三种二元混合体系:Cu-Zn、Cu-Ni和Zn-Ni体系中对Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺之间的竞争吸附实验进行了研究,得出聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料对Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺三种金属离子的吸附选择性顺序为Cu²⁺>Zn²⁺>Ni²⁺。最后对聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料的吸附机理及其再生实验进行了初步探索,发现吸附后的复合材料用EDTA溶液再生后,最少可以循环使用4次,可见,聚天冬氨酸/蒙脱土复合材料对Cu²⁺、Zn²⁺和Ni²⁺三种金属离子具有很好的去除能力。