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随着现代工业的快速发展,尤其是染料生产行业和印染工业的高速发展,染料废水的排放量日益增多,对其不处理或处理不到位,不仅对环境造成危害,也给人类的生命安全带来威胁。如何有效处理染料废水已成为当今水环境治理工作者的研究重点。高分子有机化合物海藻酸钠（Sodium Alginate,SA）作为一种丰富的天然海洋资源,不仅富含-COOH和-OH活性基团,还具有生物相容性、无毒无害等特性,使其在废水处理中得到广泛的应用研究。粉煤灰（Fly Ash,FA）作为一种燃煤电厂排放的固体废弃物,因具有一定的吸附性能,也使其在染料废水的处理中有着很高的利用价值。本研究在团队前期研究的基础上,合成了两种稀土掺杂磁性生物高分子复合吸附剂。一种是利用SA与稀土镧离子（La（Ⅲ））之间的交联反应合成了一种磁性海藻酸镧凝胶微球（磁性SA/La）;另一种是以FA为基质,负载少量的壳聚糖（Chitosan,CTS）、Fe3O4颗粒和稀土钇离子（Y（Ⅲ））制备了一种钇掺杂磁性壳聚糖/粉煤灰复合材料（磁性Y/CTS/FA）。采用SEM-EDS、XRD、FT-IR、VSM及比表面积与孔径分析等表征手段对吸附材料进行了分析。以直接红棕RN（DRB RN）和直接深棕2M（DDB 2M）染料作为磁性SA/La的吸附对象,以直接红棕RN（DRB RN）和直接湖蓝5B（DLB 5B）染料作为磁性Y/CTS/FA的吸附对象,分别探究了每种吸附材料的制备条件、吸附条件以及吸附动力学、热力学和等温吸附,并对吸附机理进行了探讨,具体研究结果如下:（1）通过结合染料吸附实验得到了磁性SA/La吸附剂优化的制备条件为:室温下将质量分数为4%的SA溶液与Fe3O4按质量比为10:2的比例混合均匀形成磁性SA溶液,将其滴入到80 mL、3.5%的La（NO）3溶液中,交联反应2 h形成大小均一的凝胶微球,冲洗、烘干即制得目标物。磁性SA/La凝胶微球是一种表面呈“菜花状”的黑褐色颗粒,饱和磁化强度（Ms）为11.19 emu/g,属于以介孔为主的磁性吸附材料。（2）研究了磁性SA/La对DRB RN和DDB 2M两种直接染料的吸附条件,优化结果为:在298 K下,染料溶液初始浓度均为3000 mg/L,吸附剂投加量为0.10 g,在染料溶液的自然pH值（分别为8.65和8.60）下,吸附时间为120 min时,磁性SA/La对DRB RN和DDB 2M染料的吸附量分别可达678和688 mg/g。（3）磁性SA/La对DRB RN和DDB 2M的吸附动力学、等温吸附和热力学研究结果表明:不同温度下的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程描述,表面扩散和颗粒内扩散共同控制着吸附速率;等温吸附数据更好地符合Freundlich模型;D-R等温吸附模型也可较好地描述磁性SA/La对DRB RN和DDB 2M的吸附行为;热力学参数ΔG<0、ΔH<0和ΔS>0表明两种吸附反应均为混乱度增加的自发放热反应。结合吸附染料前后吸附剂的FT-IR和UV-vis分析,吸附作用主要以静电、氢键和离子交换作用为主。（4）结合吸附实验探究了磁性Y/CTS/FA复合材料优化的制备条件为:FA、Y（Ⅲ）离子、CTS和Fe3O4四者的质量比为10﹕2﹕2﹕2,然后按此质量比将一定质量的CTS溶于9.8 mL、5%冰乙酸溶液中,充分溶解后按比例加入FA,搅拌120 min形成CTS/FA溶液;接着向其中加一定体积20 g/L的Y（NO3）3溶液搅拌30 min后,再按比例加入Fe3O4颗粒超声分散一定时间后,将混合液烘干、研磨、过筛即得到磁性Y/CTS/FA复合材料。通过表征测试表明:与FA相比,磁性Y/CTS/FA复合材料的表面形貌发生了很大的变化,比表面积和孔容均有所减小,饱和磁化强度为6.92 emu/g。且该材料对DRB RN和DLB 5B的吸附效果显著优于FA,吸附量分别是FA的16.55倍和43.64倍。（5）磁性Y/CTS/FA复合材料吸附DRB RN和DLB 5B染料的优化条件如下:在298 K下,自然pH值（分别为8.65和9.0）的染料溶液初始浓度分别为5000 mg/L和2300 mg/L,吸附剂投加量分别为0.075g和0.10 g,吸附时间均为60 min时,磁性Y/CTS/FA对DRB RN和DLB 5B的吸附量分别可达1575 mg/g和533 mg/g,具有优越的吸附性能。（6）磁性Y/CTS/FA复合材料对DRB RN和DLB 5B染料的吸附动力学、等温吸附、热力学及吸附机理研究如下:不同温度下,该吸附剂对两种直接染料的吸附过程均可用拟二级吸附动力学方程描述,颗粒内扩散是吸附过程中主要的速控步骤。该吸附剂吸附DRB RN染料的等温吸附数据均更好地符合Freundlich模型;而磁性Y/CTS/FA对DLB 5B染料吸附的等温数据更好地符合Langmuir模型;D-R等温吸附模型也可较好地描述磁性Y/CTS/FA复合材料对DRB RN和DLB 5B的吸附行为。根据吸附染料前后磁性Y/CTS/FA的FT-IR、UV-vis和XPS图谱变化的分析结果可知:吸附作用包括静电作用、氢键作用、离子交换作用及配位作用。此外,磁性Y/CTS/FA对两种染料的吸附热力学研究（ΔG<0、ΔH<0、ΔS>0）表明这两种吸附反应均为混乱度增加的自发放热反应。本研究所制备的两种吸附材料磁性SA/La和磁性Y/CTS/FA成本低、吸附效果好,可用于高浓度染料废水中直接染料的高效去除,具有较宽的pH值适用范围,可在外加磁力的作用下将其与水体分离,有效避免二次污染的发生。这为新型环保、高效吸附剂的制备提供一条可行性途径,期望在水环境保护领域有较广的发展前景。