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目前,我国水体重金属污染情况十分严峻,对人类的生活、健康及生存环境已造成严重危害,国家制定了严格的重金属废水排放标准。吸附法具备能有效深度处理低浓度重金属废水,出水水质高、经济环保、吸附材料资源丰富等优势。新型磁性核壳纳米复合吸附剂的研究与应用是近年来的关注热点。本文制备了一种对重金属阳离子具有优异吸附性能的巯基改性磁性核壳纳米复合吸附剂(Fe304@Si02-SH),并对其吸附性能及机制进行了探究。主要结果如下:(1)3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-TMMPS)作为改性试剂,最佳巯基改性制备条件为:以甲苯为反应溶剂,3-TMMPS用量比10:1,温度110℃及回流时间48h。Fe3O4@SiO2-SH对Cd2+的静态吸附实验结果表明:初始pH值增加有利于Cd2+的吸附,最佳初始pH=6.5;反应温度升高能促进吸附反应的进行,温度为298K、308K、318K 时,饱和吸附量依次为 61.92mg/g、68.02mg/g 及 71.92mg/g。干扰离子对Cd2+的吸附影响程度为Mg2+>SO42->Ca2+>N03-,Na+、K+、Cl-几乎无干扰;吸附剂经五次再生重复利用,对低浓度Cd2+的去除率仍能达到100%。Cd2+的吸附过程是一个自发、吸热、熵增的过程。(2)Cd2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+单一溶液体系吸附实验结果表明:四种重金属离子的吸附过程均符合Langmuir及拟二级动力学模型,且均由外、内扩散两个阶段控制。单一体系中,饱和吸附量为Pb2+>Cd2+>Cu2+>Ni2+,依次是74.00mg/g、61.92mg/g、42.08mg/g、26.97mg/g,吸附速率为 Pb2+≈Cd2+>Cu2+>Ni2+;Cd2+-Pb2+-Cu2+-Ni2+混合体系中,吸附量及吸附选择性均为Cu2+>Pb2+>Cd2+>Ni2+,初始浓度为1Omg/L时,Cu2+、Pb2+的平衡吸附量分别是82.93mg/g、70.55mg/g;Fe304@SiO2-SH 对 Cd2+和 Ni2+的吸附量均符合“单一体系>Cd2+-Ni2+共存体系>Cd2+-Pb2+-Cu2+-Ni2+混合体系”,Pb2+、Cu2+会对Cd2+、Ni2+产生吸附竞争;Pb2+吸附量为“Cd2+-Pb2+-Cu2+-Ni2+混合体系>单一 Pb2+体系>Pb2+-Cu2+共存体系”,Cd2+、Ni2+对Pb2+产生促吸附效应,且大于Cu2+的竞争效应;Cu2+吸附量为“Cd2+-Pb2+-Cu2+-Ni2+混合体系>Pd2+-Cu2+共存体系>Cu2+单一体系”,Pb2+、Cd2+、Ni2+的存在均会对Cu2+的吸附产生不同程度的促进效应。(3)表征测试结果表明成功制备了巯基改性磁性吸附剂Fe3O4@SiO2-SH。Cd2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+均能通过与-SH、-OH螯合配位得到去除,Cd2+主要是与-SH结合,少部分与-OH结合;Cu2+、Pb2+不仅能优先占据-SH吸附位点,与-OH结合能力也较强,重金属离子与吸附剂表面基团的结合可能会促使其骨架变形或断裂,生成碎片分子,暴露更多羟基,提高了交界酸离子(Pb2+、Cu2+)的吸附。