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本文在国内外研究基础上，以小麦秸秆和花生壳为原材料，通过物理炭化和化学改性制备炭化材料和改性材料吸附剂，并将原材料、炭化材料及改性材料用于对水溶液中Cd2+的吸附研究。在实验前期，通过单因子优化实验探讨了吸附时间、pH、投加量以及初始浓度对吸附效果的影响。在最优化条件下，完成吸附动力学实验和等温吸附实验，通过模型模拟参数描述吸附过程及吸附机理。 ⑴小麦秸秆在最优化条件下(吸附时间为12h，pH为7，投加量为0.8g)对浓度为100mg/L的Ca2+溶液的吸附率达到了90％；花生壳在最优化条件下(吸附时间为12h，pH为7，投加量为0.6g)对浓度为100mg/L的Cd2+溶液的吸附率达到了97％。根据Langmuir模型，在313K温度条件下，小麦秸秆对Cd2+的理论最大吸附量为35.971mg/g，花生壳为30.395mg/g。两种原材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型。将吸附动力学实验数据带入Lagergren准一级、准二级动力学方程，据拟合结果，二者均符合准一级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数，小麦秸秆和花生壳的△G均小于零，△H均大于零，表明二者对Ca2+的吸附是自发、吸热的过程。 ⑵通过控制炭化温度(150℃、300℃、450℃、600℃、750℃)的变化，根据吸附实验结果，寻求最佳炭化温度。实验表明，小麦秸秆和花生壳均在750℃条件下制备的炭黑具有最大吸附量。小麦秸秆炭黑的吸附最佳条件：吸附时间为10h，pH为7，投加量为0.2g；花生壳炭黑的吸附最佳条件：吸附时间为12h，pH为7，投加量为0.1g。根据Langmuir模型，小麦秸秆炭黑在303K温度下，对水溶液中Cd2+的理论最大吸附量为114.980 mg/g；花生壳炭黑在313K温度下，对水溶液中Cd2+的理论最大吸附量为156.250mg/g。两种炭黑材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型，吸附动力学符合准一级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数，小麦秸秆和花生壳的△G均小于零，△H均大于零，表明二者对Cd2+的吸附是自发、吸热的过程。 ⑶将吸附原材料用50％的ZnCl2溶液，以1:1的比例浸泡进行改性，改性时间为24h，并将改性后的材料在640W的微波下照射4min。改性后的吸附剂对水溶液中的Ca2+具有很好的吸附能力。改性小麦秸秆和改性花生壳均在吸附时间为12h，pH为7，投加量为0.20g时达到最佳吸附效果，吸附率分别为95％和99％。根据Langmuir模型，在313K条件下，改性小麦秸秆和花生壳对Cd2+的理论最大吸附量分别为133.333mg/g、145.515mg/g。两种改性材料吸附剂均符合Langmuir和Freundlich模型，吸附动力学符合准二级动力学。根据Gibbs方程计算出吸附热力学参数，改性小麦秸秆和改性花生壳的△G均小于零，△H均大于零，表明二者对Cd2+的吸附是自发、吸热的过程。