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凹凸棒土(ATP)作为天然黏土,具有比表面积大、吸附效果好等特点,可应用于染料及重金属离子吸附研究领域。海藻酸钠(SA)易于在钙离子溶液中交联形成海藻酸钙凝胶(CA),对重金属离子有良好吸附性能,是一种良好的载体。碳量子点具有强烈的荧光性,易于被金属离子等污染物淬灭。本文针对水体中亚甲基蓝(MB)和重金属离子污染问题,以凹凸棒土为吸附剂,壳聚糖(CTS)为碳源,海藻酸钙为载体,柠檬酸-乙二胺碳点(CDs)为荧光检测材料,制备碳化ATP及对MB和Cu2+同时具有吸附和检测作用的复合凝胶。(1)以壳聚糖为碳源,凹凸棒土为吸附剂基体,水热法制备了碳化凹凸棒土ATP/C,并对MB的吸附性能进行了研究。结果表明,通过水热法CTS形成碳颗粒结合于ATP表面,碳化量可达20%。随着制备过程中煅烧时间的加长、锻烧温度的升高以及体系中CTS比例的增加,ATP/C对MB的吸附量均出现先提高后降低的趋势。(2)以ATP为吸附剂,CA为载体,CDs为荧光检测材料,制备了CA/ATP-g-CDs复合凝胶,并对其结构和性能进行了研究。研究结果表明,ATP在CA中的负载量可达20%,改性后的KH560-CDs与ATP以及CA中的羟基皆可反应。CA/ATP-g-CDs复合凝胶对MB的吸附量进一步提升,吸附同时符合拟一级和拟二级动力学模型,为化学和物理吸附相结合。吸附热力学研究表明,复合凝胶的吸附为熵减的放热反应,并可自发进行。复合凝胶对MB能检测的最低浓度为1μg/L,加入复合凝胶后溶液中MB去除率为100%。(3)将ATP用KH550有机改性,制备氨基化凹凸棒土 ATP-NH2。以ATP-NH2为吸附剂,制备出CA/ATP-NH2-g-CDs复合凝胶。研究表明,ATP中KH550接枝量为18.141%,ATP-NH2与ATP 一样可完全负载于CA中。ATP-NH2对Cu2+的吸附能力有了较大的提升。复合凝胶吸附量也进一步增大,吸附符合拟二级动力学模型,为静电及螯合作用占主导地位。吸附热力学研究表明,吸附为熵增的吸热反应,吸附可以自发进行。复合凝胶对Cu2+能检测的最低浓度为50 μg/L。