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随着人类社会的不断发展与进步,水成为越来越重要的资源。但是在工业、农业生产以及城市生活中,大量含有重金属的污水未经处理或者处理后未达到排放标准便直接排放到水体中,致使河流或湖泊等水体中重金属超标,实际可用的洁净水源大量减少。因此,水体中重金属污染的治理已经迫在眉睫。膨润土是一种天然粘土矿物材料,储量丰富,对重金属具有一定的吸附固定能力。在综述了水体重金属污染现状及危害,膨润土性质、改性及其应用研究进展的基础上,制备了3-氨丙基三乙氧基硅烷和硅酸钠复合改性的膨润土,并应用于废水中镉的吸附去除。主要研究工作及成果如下：1、采用溶液法,以3-氨丙基三乙氧基硅烷为主要改性剂,硅酸钠为辅助改性剂,制备了复合改性膨润土(M-Bt)。复合改性膨润土的最佳制备条件是：膨润土和3-氨丙基三乙氧基硅烷(γ-APS)的质量体积比(g/mL)为1:1、硅酸钠用量为膨润土用量的10%、反应液固比(mL/g)为40：1、在室温下搅拌反应1 h。红外光谱分析(FT-IR)、X-射线衍射分析(XRD)、热重分析(TG-DTG)对改性前后膨润土的结构表征结果表明：γ-APS成功插入膨润土层间,并呈现双分子层排列。改性后膨润土表面亲水性降低。2、讨论了M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附性能。在M-Bt用量为5 g/L、溶液pH为6.5、离子强度为0.1mol/L KNO3介质、室温条件下,M-Bt对Cd(Ⅱ)的饱和吸附容量为35.7 mg/g,而在相同条件下钙基膨润土对镉的饱和吸附容量仅为1.38mg/g, M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附能力较钙基膨润土有显著提高。得到的复合改性膨润土可望作为重金属镉污染水体的处理剂。3、通过热力学和动力学吸附试验讨论了M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附机理。M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附符合Langmuir等温方程,相关系数都达到0.99以上。热力学参数(△G=-18.19 KJ/mol、△H=17.24 KJ/mol, △S=118.88 J/mol·K)表明吸附过程是一自发的吸热过程,升温有利于反应的进行,M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附属于化学吸附过程。不同Cd(Ⅱ)浓度的吸附动力学行为可以用准二级动力学方程来描述,相关系数都达到了0.99以上。在M-Bt对Cd(Ⅱ)的吸附过程中,化学吸附速率控制步骤占主导地位,这种化学吸附作用还受吸附剂表面性质的影响。4、采用降流式固定吸附柱(简称吸附柱),对钙基膨润土和复合改性膨润土进行动态吸附Cd(Ⅱ)的实验研究,得到动态吸附过程中膨润土用量(m)、吸附液中Cd(Ⅱ)的初始浓度(c0)、国标《GB 8978-1996污水综合排放标准》规定的Cd(Ⅱ)排放标准(0.1 mg/L)以及经一次处理后直接排放量(V)之间的废水处理数学模型为模拟含Cd(Ⅱ)废水经一次处理后直接排放量与吸附剂用量呈正相关,与废水中Cd(Ⅱ)初始浓度呈负相关性。建立的含Cd(Ⅱ)废水处理模型对M-Bt处理含Cd(Ⅱ)废水的放大实验提供理论指导。