重金属污染给人类和其他有机体带来危害作用,成为当今世界普遍关注的环境问题之一。Cd²⁺和Pb²⁺是工业废水中极为常见的重金属离子。传统的处理重金属废水的方法有化学沉淀法、离子交换法、膜分离技术、反渗透及电解法等。但这些方法存在运行成本高、去除效率低等问题。吸附法被认为是一种有效的重金属废水处理技术。传统的吸附剂如活性炭、无机纳米材料等价格昂贵且不可再生。纤维吸附剂作为一种新兴的重金属吸附材料,因其来源广又可再生,在国内外广受关注,成为研究的热点。但纤维吸附剂也存在容量小和吸附不稳定等问题。针对上述问题,本文利用氨三乙酸金属螯合能力强的特性,以玉米秸秆为原料,通过化学改性的手段制备新型纤维素吸附剂NTAA-LCM,用以去除水中Cd²⁺和Pb²⁺,并结合吸附剂的结构表征和批吸附试验探讨改性纤维素吸附剂去除Cd²⁺和Pb²⁺的效果和性能。本论文主要包括以下三部分内容。第一部分为氨三乙酸酐（NTAA）改性纤维素的合成和表征。为了优化材料的合成条件,实验分别研究了反应时间和LCM/NTA比例（即玉米秸秆纤维素/氨三乙酸）的影响。结果表明,合成NTAA-LCM的较优条件为:（1）反应时间20 h;（2）LCM/NTA用量配比为1:9。有机元素分析得出1 g NTAA-LCM中引入了氨三乙酸0.797 mmol。红外光谱和能谱分析进一步验证了NTA的引入。为了与NTAA-LCM形成对比,第二部分初步研究了吸附时间和p H值对LCM吸附Cd²⁺或Pb²⁺的效果,同时研究了LCM的再生性能。结果表明,LCM对Cd²⁺或Pb²⁺的吸附是一个先快后慢的过程,平衡时LCM对Cd²⁺和Pb²⁺的吸附量分别为15.1 mg/g和29.6 mg/g。且p H值对LCM的吸附效果有很大影响。解吸实验表明吸附剂LCM与金属离子之间可能是通过物理吸附及离子交换吸附作用的。第三部分详细研究了吸附时间、吸附剂投加量、p H值和共存离子、温度等对NTAA-LCM吸附性能的影响及NTAA-LCM的可再生性,同时探讨了NTAA-LCM吸附金属离子的机理。结果表明,NTAA-LCM对金属离子的吸附很快;298K时NTAA-LCM对Cd²⁺和Pb²⁺的最大吸附量分别为143.4和303.5 mg/g。伪二阶模型和Langmuir模型可以对实验结果进行很好地拟合。热力学分析结果表明NTAA-LCM对金属离子的吸附属于自发的吸热过程。稀硝酸能有效地解吸NTAA-LCM。此外,螯合作用和离子交换作用可能是NTAA-LCM吸附重金属离子的主要机理。综上所述,本论文阐明了一种新型螯合纤维材料NTAA-LCM的合成,发现了NTAA-LCM具有吸附快、吸附容量大和吸附稳定等优点,解决了纤维材料吸附容量小、吸附不稳定和不适用于处理酸性重金属废水的问题。