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以乙酸木质素为原料,通过定向化学修饰(酯化反应和点击反应)制备多酚型、希夫碱型和半胱氨酸型木质素基离子吸附材料。分别表征了三种离子吸附材料的分子结构与形貌特征,分析了吸附环境因素对材料的重金属离子吸附性能的影响,探究了吸附材料结构与吸附机理/吸附选择性能的内在关系。1.多酚型木质素基吸附材料(GLA)的制备及其Pb(II)吸附选择性研究以乙酸木质素为基体,接枝含多酚结构的没食子酸吸附单元,制备多酚型木质素基吸附材料(GLA),研究对Pb(II)的吸附性能。实验结果表明:(1)GLA的最佳吸附条件为:溶液pH值6.0,Pb(II)初始浓度300 mg/L和吸附时间120 min;(2)GLA对Pb(II)的吸附量为103.69 mg/g,且在多种金属离子共存条件下对Pb(II)具有良好的吸附选择性(选择因子k=1.890);(3)GLA对Pb(II)的吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附;吸附动力学符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主;吸附过程中的吉布斯自由能(ΔG)为负值,焓变(ΔH)与熵变(ΔS)均为正值,表明该过程是自发进行的吸热熵增过程;(4)红外光谱分析表明,GLA对Pb(II)的吸附作用以化学螯合形式为主。2.希夫碱型木质素基吸附材料(SLA)的制备及其Pb(II)和Cu(II)吸附选择性研究以乙酸木质素为基体,利用醛基-胺基点击反应接枝希夫碱结构单元,制备希夫碱型木质素基离子吸附材料(SLA),研究对Pb(II)和Cu(II)的吸附性能。实验结果表明:(1)胺化木质素的最佳制备条件为反应温度80℃、反应时间4 h、木质素:HCHO:DETA质量比为3:1.2:1.5,SLA的最佳合成反应时间为12 h;(2)SLA的最佳吸附条件为:溶液pH值5.0,SLA对Pb(II)和Cu(II)的吸附剂量分别为2.0 g/L和1.0 g/L,初始浓度分别为200mg/L和250 mg/L,吸附时间分别为120 min和60 min;(3)SLA对Pb(II)和Cu(II)的最大吸附量分别为70.45 mg/g和61.34 mg/g,在多种金属离子共存条件下中,SLA对Pb(II)和Cu(II)具有较好的吸附选择性;(4)SLA对Pb(II)的吸附符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附,SLA对Cu(II)的吸附过程既符合Langmuir等温模型又符合Freundlich等温模型,这与吸附材料SLA的结构及Cu(II)的离子理化性质有关;Pb(II)和Cu(II)的吸附动力学过程均符合准二级动力学方程,即以化学吸附为主;吸附过程中的ΔG均为负值,ΔH与ΔS均为正值,表明均为自发进行的吸热熵增过程;(5)红外光谱分析表明,SLA通过活性胺基与羟基与Pb(II)和Cu(II)发生电子共享或转移的吸附作用,同时还与Cu(II)发生螯合作用形成配位化合物。3.半胱氨酸型木质素基吸附材料的制备及其Cu(II)和Pb(II)的吸附性能研究以乙酸木质素为基体,利用巯基-烯基点击反应接枝含半胱氨酸结构的吸附单元,制备半胱氨酸型木质素基吸附材料(NLA),研究对Cu(II)和Pb(II)的吸附性能。实验结果表明:(1)烯基木质素(AL)和NLA的最佳合成反应时间分别为12 h和2 h。(2)NLA的最佳吸附条件为:溶液pH值6.0,NLA对Cu(II)和Pb(II)的吸附剂量分别为2.0 g/L和1.5 g/L,初始浓度均为150 mg/L,吸附时间分别为120 min和60 min;(3)NLA对Cu(II)和Pb(II)的吸附量可分别达到68.53 mg/g和57.89 mg/g,对Cu(II)和Pb(II)具有良好吸附选择性和再生使用性能;(4)NLA对Cu(II)和Pb(II)的吸附均符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附;吸附动力学过程均符合准二级动力学方程,即限速步骤为化学吸附;吸附过程中的ΔG、ΔH和ΔS均为负值,表明均为自发的放热熵减过程;(5)红外光谱和X射线光电子能谱分析发现,NLA吸附机理主要通过O、N和S的孤对电子与Cu(II)和Pb(II)发生配位作用和羧基的静电吸附作用。