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随着我国经济的快速发展,水体重金属污染已经对环境和人类健康构成严重威胁,研发高效的重金属污染治理技术迫在眉睫。本论文制备了热改性水滑石LDO和有机配体改性水滑石LDH-DTPA两种吸附材料,分别对溶解态Cr(VI)和Mn(II)进行了系统性的吸附特性和机理研究,主要内容为:(1)采用共沉淀法制备前体水滑石LDH,对其进行热改性得到LDO、焙烧复原改性得到LDH-DTPA。采用XRD、SEM、TG、FTIR、XPS等方法表征两种吸附剂在反应前后的结构或性质变化。(2)研究了LDO去除水中Cr(VI),对反应过程中pH、温度、反应时间的影响并对相关吸附动力学、吸附热力学等进行了评价;研究了LDH-DTPA去除水中Mn(II),除考察影响因素、吸附动力学和热力学外,还研究了LDH-DTPA的解吸再生性能以及与水中其他无机离子间的吸附选择性,并对其吸附机理进行了推测。(3)LDO能有效地吸附Cr(VI),吸附量为105.3mg/g,远大于改性前LDH的吸附量(20.7mg/g)。反应过程的最适pH=5,且温度变化对吸附量影响不大;LDO吸附Cr(VI)的过程符合拟二级动力学模型和颗粒内部扩散模型;且该反应为自发吸热反应。LDO在恢复原有层状结构的过程中,快速吸附Cr(VI)充当层间阴离子,故“记忆效应”为其主要的吸附机理。(4)LDH-DTPA对Mn(II)的吸附容量可达80-90mg/g。其吸附Mn(II)过程符合拟二级动力学模型及Langmuir等温线模型。初始pH=6.5-7.0时,吸附效果最佳;吸附反应为自发吸热的熵增反应,适当提高温度可增加吸附量。采用Na2CO3、NaH2PO4等盐溶液可在一定程度上对LDH-DTPA-Mn进行再生,但再生后吸附容量有所降低。LDH-DTPA对各金属阳离子均有较好的吸附效果,根据表征结果和吸附性质研究,推测吸附剂表面的DTPA5-对金属阳离子的螯合作用是其重要机理之一。通过本文的研究,证实水滑石类吸附剂是一种有效吸附去除重金属离子的材料。它们在处理水中重金属污染物具备吸附效率高、操作简便、廉价易得等优势,在实际重金属废水处理领域存在良好的应用潜力。