近年来,壳聚糖-金属络合物因对染料及重金属污染物具备较高的吸附能力而备受关注。壳聚糖吸附能力的提高与其结合的金属元素、络合方式及p H等条件密切相关。本研究分别制备了多种壳聚糖-金属络合物并对其吸附及催化性能及相关机制进行了研究,具体内容如下:首先,本研究选用了铁(Ⅲ)、铜(Ⅲ)、镁(Ⅲ)、镍(Ⅲ)、锰(Ⅲ)等金属离子作为络合物中心离子,使用相应金属的盐酸盐、硫酸盐及硝酸盐作为金属离子的来源进行制备。结果得出中心金属离子、金属盐的种类及交联程度为影响络合物吸附性能的最主要因素,使用硫酸铁制备获得壳聚糖-铁(Ⅲ)配合物(5%戊二醛交联)具备最佳的吸附性能,对活性黑5染料的吸附容量可达349.2 mg/g.此外,本研究对络合物吸附材料的吸附热力学、p H适用范围、对溶液共存离子的敏感性也做了考查,为壳聚糖-金属络合物材料的优化提供了依据。其次,本研究发现壳聚糖-铜(Ⅱ)配合物虽然吸附性能较弱,但其具有催化过氧化氢氧化降级有机染料的性能,制备获得了具备催化活性的壳聚糖-铁(Ⅲ)-铜(Ⅲ)双金属络合物。研究结果表明,当壳聚糖:铁(Ⅲ):铜(Ⅲ)的摩尔比为1:1:1时,制备获得的壳聚糖双金属络合物对活性黑5染料具备最佳的去除效率,色度及TOC去除效率分别可达96.5%与89.9%。此外,本部分研究也使用了X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变化红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜及能谱联用(SEM-EDS)等表征技术对双金属络合物材料进行了表征及相关机制解析。此外,本研究使用Fenton反应对壳聚糖进行表面处理,Fenton反应中产生羟基自由基具备较强的氧化性能够破坏壳聚糖分子间氢键,使得活性氨基及羟基数量增多,同时反应中生成的铁(Ⅲ)能够与壳聚糖结合成为壳聚糖-铁(Ⅲ)络合物材料。此类材料能够高效吸附水中的重金属污染物六价铬,吸附容量可达140.5 mg/g,且具有较宽的p H适用范围。同时,扫描电镜结果表明羟基自由基的氧化破坏壳聚糖层间氢键后增加了壳聚糖表面的活性位点,六价铬吸附后即与壳聚糖形成类似三明治的结构。由此可得,利用Fenton法对壳聚糖表明进行处理可获得一举两得的效果,使得壳聚糖表面的活性位点明显增加,有效促进了六价铬污染物的吸附。