地下水重金属污染对生态安全以及人类健康具有重大威胁。渗透性反应墙技术（PRB）因操作简单、成本低廉,且能有效吸附和转化各种重金属,在地下水重金属污染修复领域倍受关注。生物质基水凝胶作为一种PRB反应介质,因具有亲水性好、吸附量高等优越性,已成为近年来的研究热点。本文优选海藻酸钠（SA）为基体、聚乙烯亚胺（PEI）为多胺改性剂,自主设计制备新型三元复合水凝胶珠SCP@PEI,考察其对地下水中常见重金属离子Cr（VI）和Cu（II）的吸附特性,分析了多种因素（p H、接触时间、初始浓度、温度、共存物质等）的影响规律,并通过红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）等表征分析其与重金属离子作用后的理化结构特征,进一步探究吸附去除机制。主要研究发现包括:（1）采用先包埋后交联的方法,即首先将PEI改性的纤维素纳米纤维CNF-PEI（CP）包埋于SA中,然后进一步进行PEI表面接枝,设计制备新型三元复合水凝胶珠SCP@PEI。关键参数主要包括改性CNF的PEI浓度、CP:SA质量比及表面接枝PEI浓度,最优化值分别为10 wt%、3:1和1.5 wt%。扫描电镜、全自动比表面积及孔隙度分析、热重分析等多种表征方法证明其具有表面粗糙、比表面积大、热稳定性好等优越性。（2）SCP@PEI去除单组分Cr（VI）和Cu（II）的最佳p H值分别为3.0和4.5。两种重金属的吸附动力学行为更符合准二级动力学模型,吸附速率常数Cr（VI）＞Cu（II）。Langmuir模型拟合结果显示,Cr（VI）和Cu（II）的最大吸附容量分别高达6.91 mmol/g和1.55 mmol/g。热力学参数表明该吸附为吸热、熵增加的自发过程。常规无机阳离子(K+、Na+、Ca2+、Mg2+)对Cr（VI）吸附的影响较小（抑制率仅为2.33%-3.82%）,而对Cu（II）吸附具有显著“盐促”效应（促进率为15.11%-38.68%）。常规无机阴离子对Cr（VI）吸附的抑制作用遵循SO42-＞PO43-＞Cl-＞NO3-的规律（抑制率为2.15%-11.42%）,而对Cu（II）吸附的促进作用遵循SO42-＞PO43-＞Cl-＞NO3-的规律（促进率为12.61%-127.41%）。五次循环使用后,Cr（VI）和Cu（II）的吸附量仅分别下降4.31%和8.41%,证明其具有稳定的再生再利用性能。结合FTIR和XPS等表征结果,分别揭示了Cr（VI）和Cu（II）的去除机制:Cr（VI）主要通过静电引力被质子化胺基吸引,并以羟基作为电子供体将Cr（VI）还原为Cr（III）,同时原位氧化生成的羧基与Cr（III）之间发生配位作用;Cu（II）通过与羟基、羧基及胺基的配位作用被吸附。（3）进一步阐析了SCP@PEI协同吸附去除双组分Cr（VI）与Cu（II）的特性与机制。等温共吸附结果表明SCP@PEI对Cr（VI）和Cu（II）具有协同吸附作用:当Cu（II）的初始浓度从1.0 mmol/L增加至5.0 mmol/L时,初始浓度为1.0-5.0 mmol/L的Cr（VI）的吸附量分别提升了17.90%-24.02%;当Cr（VI）的初始浓度从1.0 mmol/L增加至5.0 mmol/L时,初始浓度为1.0-5.0 mmol/L的Cu（II）的吸附量分别提升了3.80%-35.66%。结合预负载实验及FTIR、XPS等表征方法,进一步揭示了Cr（VI）与Cu（II）的协同吸附去除机制:Cr（VI）结合在质子化胺基上使得SCP@PEI表面正电荷密度降低,削弱了水凝胶珠与Cu（II）间的静电斥力,促进Cu（II）与羟基、羧基及胺基的配位;另一方面,Cu（II）与胺基配位形成阳离子桥,通过静电吸引促进Cr（VI）的吸附,同时促进Cr（VI）的还原。综上,本文成功设计制备新型三元复合水凝胶珠SCP@PEI,揭示了其协同去除典型重金属阴、阳离子的静电屏蔽与阳离子架桥主导机制。SCP@PEI具备高容量、共吸附、抗干扰性、可再生性等诸多优越性,是具有广阔应用前景的PRB反应介质。