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煤系腐植酸丰富的含氧官能团能够对重金属离子产生配位吸附,可用于废水中Pb2+等典型剧毒重金属的高效脱除。然而,由于腐植酸大分子中酚羟基、羧基等基团具有路易斯硬碱属性,而Pb2+属于交界酸属性,这就使得在多金属离子共存废水体系中,腐植酸对Pb2+的吸附分离面临选择性难题,导致Pb2+的深度分离存在极限,影响废水达标排放。针对此问题,本研究构筑了新型腐植酸类吸附材料,通过官能团、孔结构调控,提升其对重金属Pb2+的吸附容量和选择性。本文将为含铅工业废水的深度净化和腐植酸类吸附材料的结构调控提供理论依据。本研究以云南昭通褐煤为原料,通过碱溶酸析法提取腐植酸。采用超滤分级获得相对均一的腐植酸组分,进而通过热裂解对腐植酸进行断键小分子化,获得腐植酸片段化学结构信息,对典型结构进行识别。在此基础上,建立了最大吸附量与腐植酸构效的线性关系,明确了羧酸基团是影响Pb2+/Cd2+吸附的主控因素;确定了腐植酸典型结构片段中的杂原子、取代官能团以及π电子为吸附活性位点,与重金属的亲和力满足双取代芳香环＞单取代支链＞单取代稠环＞单取代芳香环＞苯环。计算了腐植酸典型结构片段与Pb2+/Cu2+/Cd2+结合能,结合能大小满足HA-Pb＞HA-Cu＞HA-Cd,腐植酸典型结构片段与重金属的电荷差满足O-Pb＞O-Cu＞O-Cd。基于以上结论,提出Mulliken电荷可作为腐植酸对Pb2+选择性吸附的微观判断准则。基于腐植酸典型化学结构认知基础,制备了新型腐植酸高容量吸附树脂。首先采用模板剂与煅烧相结合的方式,制备了孔结构可调的酚醛树脂碳球,进而以酚醛碳球、纳米铁为树脂骨架组成,通过多相共沉淀实现腐植酸与骨架组分间的自组装,建立了以腐植酸酚羟基、羧基为位点的配位、氢键等的结合作用方式,形成了基于多相共沉淀—孔结构调控协同的腐植酸高容量吸附树脂的制备方法。研究结果显示,在溶液初始p H为1.0的强酸体系下,腐植酸的引入使得树脂对Pb2+的吸附容量提升近4倍,说明了腐植酸组分和酚醛碳球孔结构共同构成了树脂的主要吸附活性位点,从而实现对废水中重金属Pb2+的快速高容量吸附。本论文同时验证了腐植酸树脂在酸性溶液环境下的稳定性和适用性。提出了强化腐植酸吸附树脂对Pb2+选择性分离的钙活化方法。论文首先研究了碱（土）金属活化对腐植酸树脂的结构变化分析,筛选碱土金属钙为活化腐植酸树脂最优方式并验证了Ca2+在腐植酸树脂结构中的架桥作用。在腐植酸-纳米铁-酚醛碳球的结构及组装形式的研究基础上,通过SEM-EDS探究了钙-腐植酸-纳米铁三元体系以及钙-酚醛树脂二元体系的结合特征,进一步结合量子计算研究HA、Fe和Ca之间的相互作用,构建了Ca-HA-Fe三元体系相关交联模型。通过腐植酸典型结构片段与Ca2+配合能力进行理论计算,建立Ca2+与模型化合物之间的稳定构型,从微观进一步揭示腐植酸与Ca2+的赋存状态;通过对钙活化腐植酸树脂结构分析,揭示Ca2+活化腐植酸树脂高密度活性位点构筑机制;通过对重金属吸附,计算钙活化腐植酸树脂在不同溶液p H下络合作用和离子交换作用所占比例,进一步从微观角度解释了Ca2+在吸附中的作用。研究了钙活化腐植酸树脂（HA-Ca@PF）对酸性多金属离子共存废水中Pb2+的吸附选择性。通过不同p H溶液环境下HA-Ca@PF对Pb2+/Cd2+混合溶液的吸附动力学、吸附等温线以及共存离子影响研究,说明了随着p H的升高,分离系数变大。共存阴离子对吸附量无明显影响,高浓度的SO42-促进Pb2+选择性吸附,多离子共存体系对Pb2+始终保持着较高的吸附量和选择性。对模拟五种真实水体参数条件配制废水进行吸附实验,考察HA-Ca@PF吸附Pb2+的能力和实际应用性能,均已达到工业排放标准,其中电池工业废水达到了我国生活饮用水卫生标准,说明HA-Ca@PF在净化重金属污染废水方面表现出相当大的潜力。基于前期探究,提出了Mulliken电负性、钙离子交换以及金属离子电负性三种潜在影响因素可作为腐植酸对Pb2+选择性吸附的判断准则。论文共包括72幅图,42个表格,210篇参考文献。