水污染是当前一个重大的环境问题,工业废水中通常含有各种重金属和染料。重金属被认为是“高毒性的低密度化学成分”,是不可生物降解的,其分布广泛,对人类健康和环境造成严重的危害。在所有重金属中,Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺对人类的损害不可忽视,这三种重金属能够刺激人类的中枢神经系统,降低智商,损害肾脏和肝脏,减少骨骼生长。合成染料广泛用于纺织、印刷、塑料、皮革和食品工业,这些化合物具有稳定的共轭芳香结构,具有毒性、致癌和致突变性。随着工业的快速发展,重金属和合成染料对水体的污染日益严重。废水污染已成为全球性的环境问题。目前,去除废水中的重金属和合成染料的方法有很多,包括化学沉淀法、絮凝混凝法、光催化降解法、离子交换法、生物氧化法、膜过滤和吸附法等。其中,吸附法以其效率高、设计简单、操作方便、对有毒污染物能有效处理等优点被认为是一种很有前途的技术。在吸附法中,吸附材料的获得一直是有待解决的问题。近年来,纤维素类材料以其成本低廉,来源广泛,不易造成环境污染并且吸附效果良好的优势引起了研究者们的广泛关注。本文以羟丙基甲基纤维素为基础材料,采用二乙烯三胺对其进行氨化改性,随后对于改性后的物质进行了深入的探讨,并研究了其在处理废水中所起的作用。具体的研究内容如下:（1）采用化学改性法,在环氧氯丙烷、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）和二乙烯三胺的共同作用下,对羟丙基甲基纤维素进行改性,得到一种新的吸附剂。为了研究此改性吸附剂的理化性质,采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱仪（FT-IR）对其表面形貌和特殊官能团进行了表征。结果显示,未改性的羟丙基甲基纤维素表面光滑致密,呈现出纤维素管状结构,而改性后羟丙基甲基纤维素材料有许多小孔和褶皱,表面十分粗糙;同时,通过对红外光谱图的分析可知氨基已被成功地引入到了改性后的羟丙基甲基纤维素材料中。粗糙的形貌和含氮的官能团能在很大程度上促进改性吸附剂材料对重金属和染料的吸附作用。（2）研究了改性羟丙基甲基纤维素（MHPMC）对水中Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附去除率,考察了吸附时间、吸附剂用量、离子初始浓度和pH对吸附性能的影响。实验结果表明,Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的最佳的吸附时间分别为300 min、500 min和500 min,最佳吸附剂用量分别为0.7 g、0.8 g和0.8 g。在最佳吸附剂时间和最佳吸附剂用量的条件下,当三种重金属离子的初始浓度均为100 mg/L,溶液pH值分别为6、6.5和6.5时,改性羟丙基甲基纤维素（MHPMC）的吸附性能可以发挥到最佳水平,此时的吸附剂去除率分别为98.12%、67.59%和61.32%。此外,研究了三种金属离子(Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺)吸附过程的动力学和热力学模型。结果表明,吸附过程符合准二级动力学模型、Langmuir等温吸附模型和Freundlich等温吸附模型,这说明改性吸附材料对Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺的吸附过程非常复杂,主要受化学吸附控制,从吸附热力学的实验数据可以分析得出此新型吸附剂对三种金属离子的吸附是吸热和自发的。（3）考察了改性羟丙基甲基纤维素（MHPMC）对水中甲基橙染料的吸附去除效果,研究了吸附参数,如吸附时间、吸附剂用量、初始浓度和pH对吸附过程的影响。实验结果表明,甲基橙的最佳吸附时间为30 min,最佳吸附剂用量为0.3 g。在最佳吸附剂时间和最佳吸附剂用量的条件下,当甲基橙染料的初始离子浓度为50 mg/L,溶液pH值为2时,此时的吸附剂去除率可以达到99.51%。此外,研究了吸附过程的平衡等温线、动力学和热力学模型。结果表明,准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型能更好的描述吸附过程,这说明改性吸附材料对甲基橙的吸附主要受化学作用控制,并且由于吉布斯自由能变ΔG<0和焓变ΔH>0,可以分析得出此新型吸附剂对甲基橙染料的吸附过程是自发和吸热的。综上所述,本文主要探讨了改性吸附剂的制备过程,并对合成的改性吸附剂进行了研究,以重金属Pb²⁺、Cu²⁺和Ni²⁺及染料甲基橙为代表深入探究了化学改性吸附剂材料的吸附性能,为废水处理提供了新的思路和方法。