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随着现代工业的发展,含重金属废水的排放量越来越大,水质也更加复杂,所以对重金属废水的处理,得到环保工作者更多的重视.在研究治理此类废水时,大家达成一个共识:有效的处理方法应该具有高效、方便、不会产生二次污染的特点.正是基于这一共识,该论文合成两类新型、高效的重金属捕集剂.新型捕集剂的合成是以天然高分子(淀粉和壳聚糖)为原料,通过高分子反应,将螯合基团引入高分子骨架.因此,所合成的重金属捕集剂兼具天然高分子与接入功能基的优点,对水体中重金属键合力强、沉降速率快、使用方便、安全,且捕集剂本身易降解.首先,论文以玉米淀粉为原料,经交联、间接醚化、胺化反应得到氨基淀粉,氨基淀粉进一步与CS2进行亲核加成反应,合成了二硫代氨基甲酸改性淀粉(DTCS).实验证明,氨基淀粉和DTCS都是可以再生的重金属捕集剂.另一种高分子捕集剂的合成是以带有自由氨基的壳聚糖(CTS)为原料,通过在碱性介质中与CS2的亲核加成反应,合成了二硫代氨基甲酸改性壳聚糖(DTC-CTS).实验证明,CTS和DTC-CTS对重金属也具有捕集效果.其次,在对重金属的捕集性能研究中,以铜、铅、锌为研究对象,借助多种分析方法、吸附模型、螯合理论等,对四种捕集剂去除溶液中重金属的性能进行了深入的研究.四种捕集剂螯合去除铜、铅、锌的性能存在异同.对三种金属的选择性实验表明,氨基淀粉捕集重金属的强弱顺序为:铜>锌>铅,而其余三种捕集剂表现为:铜>铅>锌;经DTC改性的捕集剂具有突出的优点,即其pH适用范围更大、与金属的键合力更强、捕集速度加快、对重金属捕集量更大;改性淀粉比带有相同功能基的壳聚糖具有更好的捕集重金属性能.不论是理论上的依据,还是所得实验结果都证明,与小分子量有机捕集剂以及中和沉淀法相比,该文所合成的新型的改性天然高分子捕集剂都具有更优良的重金属捕集性能,使用方便、安全、用量小,能同时去除多种重金属,性能稳定.高分子捕集剂去除重金属的机理,可以从光谱学、高分子效应、功能基的螫合性能、量子化学计算、软硬酸碱理论以及"平行类比原则"等原理上得到较全面的解释.这些理论上的解释,进一步又能指导今后的研究和应用.实验结果还表明,四种捕集剂对重金属的吸附行为具有Langmuir和Freundlich等温吸附的特点.借助相关的吸附理论,可以预测捕集剂在实际应用中的某些条件,对实际应用具有指导意义.