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巯基材料是众所周知的汞吸附材料,其具有选择性好、吸附容量大等特点。本论文采用商用腈纶纤维(PAN)为基体纤维,以L-半胱氨酸盐酸盐(L-CMHC)为改性试剂,合成了一种新型巯基纤维材料(cys-PAN).利用正交反应和单因素实验研究了反应温度、反应时间、L-CMHC的质量浓度、PAN纤维与L-CMHC的质量比等因素对纤维合成的影响,结果表明cys-PAN纤维合成的最优条件为：反应温度125。C-130℃、反应时间4.5h、L-CMHC的质量浓度0.04g/mL、PAN纤维与L-CMHC的质量比1：0.5～1。在最优合成条件下进行10g纤维的放大实验,增重率达到34%。利用红外光谱、拉曼光谱等手段对cys-PAN纤维的结构进行了表征,红外光谱中2243cm-1处的氰基(-CN)伸缩振动吸收峰的显著减弱,说明了接枝反应在PAN纤维的-CN基团上成功进行；拉曼光谱中2425cm-1(-SH)和683cm-1(C-S)处拉曼峰的出现,证明了cys-PAN是一种新型巯基纤维材料。采用热重分析仪和智能电子拉力机分别对cys-PAN纤维的热稳定性和机械强度进行了表征,结果表明,cys-PAN纤维具有良好的热稳定性和机械强度。文中利用间接碘量法对不同增重率的cys-PAN纤维的巯基含量进行了测定,结果表明,当增重率为34%时,其巯基含量为1.56mmol/g,这远高于文献中报道的其他巯基材料的巯基含量。本文还研究了cys-PAN纤维对溶液中Hg(Ⅱ)的吸附性能。pH对吸附的影响实验表明,低pH值(pH1.0～3.0)时,纤维的吸附容量随pH的增大而快速增加,而在较高的pH值(pH5.0-7.0)下,pH对吸附容量的影响较小。离子强度对吸附的影响实验表明,cys-PAN纤维对汞的吸附为很强的化学吸附,受离子强度及与之密切相关的静电作用影响不大。吸附等温线实验表明,cys-PAN纤维对Hg(Ⅱ)的吸附容量随初始Hg(Ⅱ)浓度的增加而增大,且其等温吸附行为能较好地用Langmuir和Freundlich吸附等温方程进行描述,属于不均匀的单分子层吸附；利用Langmuir吸附等温方程对等温吸附数据进行拟合得到30℃和35℃时其对Hg(Ⅱ)最大吸附容量分别为459mg/g和518mg/g。吸附动力学研究表明,当Hg(Ⅱ)的初始浓度为50mg/L和100mg/L时,吸附平衡时间分别为120min和240min。纤维剂量对吸附的影响实验表明,对于50mg/L的Hg(Ⅱ)溶液,当纤维剂量增大到1g/L时,纤维对溶液中Hg(Ⅱ)的去除率达到了98%以上。脱附实验表明,脱附剂中1mol/L盐酸与5%硫脲的体积比为1：0.667～1.5时,脱附率均能达到98%以上,且经过多次吸附-脱附循环实验后,cys-PAN纤维仍保持着良好的形态和性能。脱附动力学研究表明,当脱附溶液组成为1：1时,前40mmin脱附率即达到了80%以上,90min时基本脱附完全。吸附前后及脱附后纤维的红外图谱的差异,说明cys-PAN纤维对Hg(Ⅱ)的吸附过程可能主要基于-SH和Hg(Ⅱ)之间的相互作用。研究表明,本文合成的cys-PAN纤维是一种机械强度高、热稳定性好的吸附剂材料,其对溶液中Hg(Ⅱ)具有很好的吸附去除性能,cys-PAN纤维材料在含Hg(Ⅱ)废水净化领域具有广阔的应用前景。