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重金属捕集剂作为去除重金属离子的传统物理、化学和生物技术延伸，能与重金属离子强力络合形成稳定大分子配体、实现重金属去除，具有操作简单、处理效果好、作用时间短和经济成本低等优点，但在去除复合或多元重金属离子过程中或多或少存在离子干扰大、去除差异性等问题。本文采用接枝聚合法制备获得新型重金属捕集剂（DTCS），开展多元重金属离子的竞争去除及机理研究，应用于电镀废水重金属治理中，以期实现工况废水处置应用及推广。
为获得性能优异的重金属捕集剂组分配伍，比较研究活性剂SDBS、活性基团供体CS2、交联剂NaOH对重金属捕集剂去除重金属离子的性能影响，通过DTCS考察酸碱耐受性、温度稳定性和活性基团等性能指标，进而揭示十二烷基苯磺酸钠和CS2对重金属捕集剂去除重金属离子的强化作用。为实现重金属捕集剂对复杂工况废水中重金属离子的去除，以Cu2+、Cd2+、Ni2+的去除量为探针，对比模拟Cu2+、Cd2+、Ni2+的单一源废水及电镀工况废水，探究pH值、反应温度、捕集剂投加量、反应时间等条件对重金属捕集剂去除复杂重金属离子的性能影响，分析重金属捕集剂竞争去除多元重金属离子的关联性。为进一步揭示新型重金属捕集剂去除废水重金属离子机理，采用经典动力学揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的动力学特征，利用热力学模型揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的能量转化规律，并建立扩散模型，揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的内在过程。结果表明：
（1）制备获得的新型重金属捕集剂优势组分配伍：当十二烷基苯磺酸钠为1.66mmol、CS2为0.82mmol、NaOH为1.64mmol时，初始质量浓度为200mg/L的Cu2+去除量为164.34mg/g，去除率为70.29%；SDBS和NaOH存在二元一次线性关系，二者交互作用对新型重金属捕集剂性能影响最显著。
（2）制备的新型重金属捕集剂在1640cm-1和3433cm-1处有明显特征峰，分别是-C-S、-O-H特征官能团；其固体具有表面缔结花冠状形貌特征；在pH值3~12范围内具有良好的酸碱耐受性、温度25~65℃范围内具有温度稳定性，体系中?OH检测量为0.43mg/L，具备去除废水重金属离子的良好性能。
（3）新型重金属捕集剂去除初始质量浓度为500mg/L的Cu2+、Cd2+、Ni2+单一源模拟废水发现，Cd2+去除量为319.79mg/g、去除率为72.13%，Cu2+去除量为241.01mg/g、去除率为60.28%，Ni2+去除量为141.42mg/g、去除率为34.48%。电镀废水应用研究表明，Cu2+去除量为385.34mg/g、去除率为99.93%，Cd2+去除量为79.34mg/g、去除率为27.35%，Ni2+去除量为140.38mg/g、去除率为21.78%，Cu2+的去除不受重金属离子竞争影响，表现出稳定的性能优势，Cd2+、Ni2+去除受多元离子竞争络合的影响大；经处理后电镀废水氨氮去除率可达100%。
（4）去除Ni2+、Cu2+、Cd2+过程更符合准二级动力学模型，其扩散速率k2依次为Ni2+（0.0117）＞Cd2+（0.0016）＞Cu2+（0.0010）；热力学分析求得△H依次为△HNi2+（95.16）＞△HCd2+（11.16）＞△HCu2+（7.41）＞0，表明Ni2+、Cu2+、Cd2+去除过程均为吸热反应；△SNi2+（0.33）＞△SCd2+（0.04）＞△SCu2+（0.02），表明新型重金属捕集剂活性基团与重金属离子间络合形成配位体稳定性为Cu2+＞Cd2+＞Ni2+。
（5）新型重金属捕集剂对Ni2+、Cu2+、Cd2+的去除主要分为外扩散过程和内扩散过程。外扩散过程扩散速率kf为Cd2+（0.0274）＞Cu2+（0.0233）＞Ni2+（0.0204），表明外扩散驱动力为Cd2+＞Cu2+＞Ni2+。内扩散过程包含内膜扩散过程、内扩散过程和扩散平衡过程3个阶段，而内扩散过程是去除重金属离子的核心过程，其内扩散速率常数ki大小为Cu2+（6.56）＞Cd2+（4.54）＞Ni2+（0.51），表明新型重金属捕集剂与重金属离子亲和力关系为Cu2+＞Cd2+＞Ni2+。
为获得性能优异的重金属捕集剂组分配伍，比较研究活性剂SDBS、活性基团供体CS2、交联剂NaOH对重金属捕集剂去除重金属离子的性能影响，通过DTCS考察酸碱耐受性、温度稳定性和活性基团等性能指标，进而揭示十二烷基苯磺酸钠和CS2对重金属捕集剂去除重金属离子的强化作用。为实现重金属捕集剂对复杂工况废水中重金属离子的去除，以Cu2+、Cd2+、Ni2+的去除量为探针，对比模拟Cu2+、Cd2+、Ni2+的单一源废水及电镀工况废水，探究pH值、反应温度、捕集剂投加量、反应时间等条件对重金属捕集剂去除复杂重金属离子的性能影响，分析重金属捕集剂竞争去除多元重金属离子的关联性。为进一步揭示新型重金属捕集剂去除废水重金属离子机理，采用经典动力学揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的动力学特征，利用热力学模型揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的能量转化规律，并建立扩散模型，揭示新型重金属捕集剂去除重金属离子的内在过程。结果表明：
（1）制备获得的新型重金属捕集剂优势组分配伍：当十二烷基苯磺酸钠为1.66mmol、CS2为0.82mmol、NaOH为1.64mmol时，初始质量浓度为200mg/L的Cu2+去除量为164.34mg/g，去除率为70.29%；SDBS和NaOH存在二元一次线性关系，二者交互作用对新型重金属捕集剂性能影响最显著。
（2）制备的新型重金属捕集剂在1640cm-1和3433cm-1处有明显特征峰，分别是-C-S、-O-H特征官能团；其固体具有表面缔结花冠状形貌特征；在pH值3~12范围内具有良好的酸碱耐受性、温度25~65℃范围内具有温度稳定性，体系中?OH检测量为0.43mg/L，具备去除废水重金属离子的良好性能。
（3）新型重金属捕集剂去除初始质量浓度为500mg/L的Cu2+、Cd2+、Ni2+单一源模拟废水发现，Cd2+去除量为319.79mg/g、去除率为72.13%，Cu2+去除量为241.01mg/g、去除率为60.28%，Ni2+去除量为141.42mg/g、去除率为34.48%。电镀废水应用研究表明，Cu2+去除量为385.34mg/g、去除率为99.93%，Cd2+去除量为79.34mg/g、去除率为27.35%，Ni2+去除量为140.38mg/g、去除率为21.78%，Cu2+的去除不受重金属离子竞争影响，表现出稳定的性能优势，Cd2+、Ni2+去除受多元离子竞争络合的影响大；经处理后电镀废水氨氮去除率可达100%。
（4）去除Ni2+、Cu2+、Cd2+过程更符合准二级动力学模型，其扩散速率k2依次为Ni2+（0.0117）＞Cd2+（0.0016）＞Cu2+（0.0010）；热力学分析求得△H依次为△HNi2+（95.16）＞△HCd2+（11.16）＞△HCu2+（7.41）＞0，表明Ni2+、Cu2+、Cd2+去除过程均为吸热反应；△SNi2+（0.33）＞△SCd2+（0.04）＞△SCu2+（0.02），表明新型重金属捕集剂活性基团与重金属离子间络合形成配位体稳定性为Cu2+＞Cd2+＞Ni2+。
（5）新型重金属捕集剂对Ni2+、Cu2+、Cd2+的去除主要分为外扩散过程和内扩散过程。外扩散过程扩散速率kf为Cd2+（0.0274）＞Cu2+（0.0233）＞Ni2+（0.0204），表明外扩散驱动力为Cd2+＞Cu2+＞Ni2+。内扩散过程包含内膜扩散过程、内扩散过程和扩散平衡过程3个阶段，而内扩散过程是去除重金属离子的核心过程，其内扩散速率常数ki大小为Cu2+（6.56）＞Cd2+（4.54）＞Ni2+（0.51），表明新型重金属捕集剂与重金属离子亲和力关系为Cu2+＞Cd2+＞Ni2+。