重金属污染是当今社会面临的严峻环境问题,开发重金属离子吸附容量高的吸附剂是现今重金属废水处理研究领域的热点之一。本研究采用海藻酸钠凝胶包埋法对海洋硅藻藻粉进行固定化,通过单因素实验和正交实验,考察了各制备条件对固定化小球吸附铅离子性能的影响。以条件优化后的方法制备固定化小球作为吸附剂,考察吸附过程中各因素对其吸附性能的影响。实验结果表明,固定化海洋硅藻球形吸附材料的适宜包埋条件为:藻粉浓度5.0 g/100 mlSA,海藻酸钠溶液浓度2%,CaCl₂溶液浓度2%,交联时间1 h,小球粒径3.5 mm。固定化小球吸附Pb²⁺的适宜初始pH值为4～5;随着固液比的增加,溶液中Pb²⁺的去除率增大,吸附量呈现先升高后稳定再降低的过程;吸附在24 h达到平衡;随着溶液中Pb²⁺初始浓度的增加,溶液中Pb²⁺的去除率降低,吸附量增大;NaCl对固定化小球的吸附性能有促进作用,Ca（NO₃）₂与Mg（NO₃）₂对固定化小球的吸附性能有一定的抑制作用。通过动力学和等温吸附研究,确定其吸附过程动力学和等温吸附性质。通过SEM、EDS以及FTIR对固定化小球的物理结构和表面化学性能进行了表征,探讨了吸附材料对Pb²⁺的去除机理。Langmuir等温吸附模型能够较好地描述固定化小球吸附对Pb²⁺的等温吸附特征,最大理论吸附量为909.09 mg·g^-1。准二级动力学模型能够较好地拟合固定化小球吸附Pb²⁺的动力学过程。固定化海洋硅藻生物吸附剂是一种多孔隙疏松材料,能够使Pb²⁺大量的以类晶体的含Pb复合物的形式吸附于固定化海洋硅藻生物吸附剂的表面和内部。吸附Pb²⁺后,吸附剂本身的结构和主要基团并没有发生变化。