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硅藻土因具有比表面积大,表面呈负电性等独特的理化性质,被广泛应用于吸附水体中重金属离子。但由于天然硅藻土含有杂质且理化构造存在缺陷,限制了其吸附性能的发挥,需要加工改性以改善其层间结构,提高吸附能力。目前主要采用单一方法改性硅藻土,不能显著提高硅藻土吸附性能。因此,进行硅藻土复合改性研究具有重要意义。本文通过酸活化-钠化-柱撑(聚羟基铝、聚羟基铁、聚羟基铝铁)-焙烧组合工艺对硅藻土进行复合改性,以大幅度提高其吸附能力。采用X射线衍射、傅立叶变换红外光谱分析、扫描电镜等分析手段探讨硅藻土复合改性前后结构和性能的变化。并对复合改性硅藻土的重金属离子Cd2+、Mn2+吸附行为进行了研究。主要研究结果如下：(1)天然硅藻土吸附Cd2+、Mn2+研究：硅藻土对废水中重金属离子Cd2+、 Mn2+的吸附量随离子初始浓度增加而增加,随吸附剂浓度增加而减小；温度对其吸附性能影响最小,pH值的变化不仅会影响重金属离子在水溶液体系中的存在形态,还会影响硅藻土的理化性能。吸附反应在30min后基本达到平衡。研究表明,适当增加吸附剂用量、离子初始浓度,控制吸附温度(<50℃)、pH值(<6)、延长吸附时间都能提高硅藻土的吸附效果。Cd2+的最佳吸附条件为：W06g·L-1、C0200mg·L1、pH5.0、温度25℃；Mn2+的最佳吸附条件为：W010g·L-1、C0100mg·L-1、pH5.0、温度25℃。天然硅藻土对Cd2+、Mn24吸附更符合Langmuir等温吸附方程,吸附容量分别为5.44mg·g-1、4.52mg·g-1,吸附过程则符合二级动力学方程。(2)天然硅藻土复合改性工艺研究：本文采用酸活化-钠化-柱撑-焙烧组合工艺对硅藻土复合改性,以吸附量作为判断硅藻土改性效果的标准。研究表明,其最佳制备工艺条件为：硫酸浓度10%、NaCl浓度6%、选用聚羟基铝为柱化剂且OH/Al摩尔比2.2、焙烧温度400℃。硅藻土改性后对Cd2+、Mn2+吸附量较原土提高88.04%和54.74%,达到9.59mg·g-1、6.36mg·g-1。(3)复合改性硅藻土结构性能研究：硅藻土经复合改性后,其层间Fe2O3、 MgO等可溶性杂质减少,表面微孔增多,粗糙程度增加,比表面积增大；其层间插入大量聚合羟基金属阳离子,硅羟基增多,负电性增强,层间距增大；阳离子交换量从27.78mmol·100g-1增加到38.56mmol·100g-1。(4)复合改性硅藻土吸附机理研究：复合改性硅藻土对废水中重金属离子Cd2+、Mn2+吸附反应容易进行,属于均匀的单层吸附。Langmuir等温吸附方程较Freundlich方程更适合描述复合改性硅藻土重金属离子吸附；对Cd2+、Mn2+吸附容量较原土提高76.47%和43.59%,分别达到9.60mg·g-1、6.49mg·g-1。吸附过程符合二级动力学方程。