随着人口的增加、工业社会的发展,水污染也越来越严重。水中六价铬等重金属含量的超标以及由于磷等造成的水体富营养化使得我国逐渐成为一个水质型缺水国家。目前有关水处理技术的研究方兴未艾,其中具有简单、高效、低成本等多重优点的吸附法得到了很大的发展。壳聚糖作为一种普遍存在于自然环境中的天然高分子有机物,兼具了吸附、金属离子螯合、絮凝等特性,是一种极具研究和应用价值的水处理剂。单纯的壳聚糖吸附性能有限,必须对其进行各类改性处理。考虑到磁分离技术的应用,本课题制备了以质子化处理的壳聚糖,并在此基础上,利用反相悬浮交联法,将质子化壳聚糖与磁性四氧化三铁复合制备了不同配比的质子化壳聚糖磁性复合材料,分别研究了质子化壳聚糖及复合材料对于模拟污水中磷和六价铬的吸附特性。首先,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)表征了材料的结构特性。对于质子化壳聚糖,XRD图谱表明壳聚糖质子化处理后仍然保持壳聚糖的晶体形态,FTIR观测到最高质子化度样品的质子化特征峰。对于复合材料,XRD、SEM和FTIR表征结果显示了壳聚糖与四氧化三铁交联的结构特性。还用振动样品磁强计(VSM)测试了复合材料的磁性,结果表明,复合材料中四氧化三铁含量越高,其磁性越强。对于质子化壳聚糖对含磷、含铬模拟污水的吸附特性,考察壳聚糖质子化度、吸附时间、模拟废水溶液的pH及初始浓度等对质子化壳聚糖吸附特性的影响。研究结果表明:壳聚糖质子化度越高对磷和六价铬的吸附能力也越大;pH值为1.5的稀硫酸处理的质子化壳聚糖,质子化度最高,其吸附效果最好,并且质子化壳聚糖对六价铬的吸附效果要大于对磷的吸附效果。对磷的最大吸附量为34 mg/g,对六价铬的最大吸附量为54 mg/g。对于质子化度高的壳聚糖,最佳吸附的原水pH值为3;等温吸附模拟和吸附动力学分析表明,质子化壳聚糖吸附主要为单分子层化学吸附。对于质子化壳聚糖磁性复合材料对模拟含磷污水的吸附特性,结合正交实验,考察了吸附时间、初始浓度、溶液pH值、吸附剂类别及投加量等因素对吸附的影响。结果表明复合材料的吸附特性优于质子化壳聚糖,这是因为四氧化三铁和质子化壳聚糖协同吸附作用的结果。另外,复合材料中,壳聚糖的质子化度对吸附的影响不占主导地位。等温吸附模型以及吸附动力学分析表明复合吸附材料对磷的吸附机理更为复杂,包含了单分子层化学吸附和多分子层吸附。正交实验结果显示,pH值对复合材料的吸附效果具有最明显的影响,对磷吸附的最佳pH值为6,;吸附剂和投加量的影响次之,最佳的吸附剂和投加量分别为F2和2 g/L;而初始浓度和时间的影响最低。对于质子化壳聚糖/四氧化三铁磁性复合材料对模拟含铬污水的吸附特性,结合正交实验,考察了吸附时间、初始浓度、pH值、吸附剂类别及投加量等因素对吸附的影响。研究结果表明:各复合吸附剂对六价铬具有较好的吸附特性,去除率在90%以上,最佳去除率达到98%。吸附机理分析显示,Freundlich等温吸附模型具有更高的拟合度,Lagergren准二级动力学方程可以较好地描述对六价铬的吸附过程,吸附主要属于多分子层化学吸附。正交实验结果显示,pH值对壳聚糖磁性复合材料的吸附效果具有最明显的影响,对六价铬吸附的最佳pH值为4.5;吸附剂和投加量的影响次之,最佳的吸附剂和投加量分别为F2和2 g/L;而初始浓度和时间的影响最低。