随着印染工业的快速发展,污水排放量逐年增加,带来的环境问题引起研究学者的日益关注,使用成本低廉、对环境友好、性质稳定的黏土矿物成为处理水污染问题的热点。本研究以吸附性能优良、价格低廉的钠基膨润土为原料,使用羧甲基纤维素钠CMC和功能性单体AA为改性剂,引入羧基、羟基等可与染料发生作用的基团,增加钠基膨润土吸附位点,合成了具有优质吸附性能的复合钠基膨润土（Na Bt/CMC-g-PAA）吸附材料。本实验研究了Na Bt/CMC-g-PAA吸附剂的合成工艺及对模拟亚甲基蓝和甲基橙染料废水的处理能力,并对样品进行表征分析和吸附机理分析,主要研究内容如下:1、对钠基膨润土原料进行分析发现:其组成成分除蒙脱石矿物以外,还有大量的石英、方解石和长石等杂质,其中蒙脱石含量仅为52%,粒度分布范围主要在2～5μm,采用Φ150mm-Φ75mm-Φ25mm-Φ10mm串联的小锥角水力旋流器组对钠基膨润土原矿进行提纯研究,在搅拌时间为60min,矿浆浓度为10%以及入料压力为0.35Mpa的最佳单因素条件下得到纯化后的钠基膨润土中的蒙脱石含量为94%,比表面积与微孔体积均有较大的提升。2、通过单因素实验确定合成Na Bt/CMC-g-PAA的最佳条件:改性剂CMC用量为6 wt%,改性剂CMC与单体AA用量配比为1:8,改性剂AA中和度为70%及改性温度设置为70℃,此时Na Bt/CMC-g-PAA吸附剂对亚甲基蓝和甲基橙的去除率达到最大为75.5%和76.2%。正交实验结果表明处理亚甲基蓝时单因素影响效果按大小顺序排列为:改性剂CMC与AA配合比＞改性剂AA中和度＞改性剂CMC投加量＞改性温度;处理甲基橙时单因素影响效果按大小顺序排列:改性剂CMC投加量＞改性剂CMC与AA配合比＞改性剂AA中和度＞改性温度。3、采用SEM表征分析发现改性后的钠基膨润土片状颗粒明显减少,且表面形貌深浅不一呈波状起伏,状形成大量的褶皱和沟壑。XRD表征分析发现改性后的钠基膨润土晶面间距基本不变,特征峰位置未发生改变,表明改性不会引起钠基膨润土层间结构变化。FTIR表征分析发现改性后的钠基膨润土在2950 cm-1出现新的吸收峰为-CH2官能团的伸缩振动峰,在1972 cm-1和1411 cm-1出现了新的吸收峰为羧基基团的伸缩振动,表明改性剂成功引入钠基膨润土表面。BET表征分析发现改性后的钠基膨润土比表面积下降37%,微孔体积下降了76%,表明聚合物的引入会覆盖钠基膨润土孔隙。TG表征分析发现改性后的钠基膨润土在100℃之前质量损失缓慢且低于原料,表明复合钠基膨润土吸附材料较原料相比具有更好的热稳定性。4、采用单因素实验确定了Na Bt/CMC-g-PAA吸附剂处理亚甲基蓝的最佳条件为:MB初始浓度150 mg/L,Na Bt/CMC-g-PAA添加量为0.6g/L,反应温度控制为60℃,溶液p H值控制为5,吸附时间为60min,此时达到吸附平衡时对阳离子染料MB的最大吸附量为233mg/g,去除率为93%。单因素实验确定Na Bt/CMC-g-PAA吸附剂处理甲基橙的最佳条件为:MO初始浓度200mg/L,反应温度控制为60℃,吸附时间为80min,溶液p H值控制为6,吸附剂投加量为0.6g/L,此时达到吸附平衡时对MO阴离子染料的最大吸附量为293mg/g,去除率为88%。5、使用Langmuir和Freundlich两种吸附等温模型进行拟合,结果发现Langmuir模型更符合对两种染料的吸附行为,表明Na Bt/CMC-g-PAA对MB和MO的吸附过程均为单分子层吸附。动力学研究表明:在初始浓度为40mg/L、60 mg/L、80 mg/L条件下,准二级动力学更适合描述吸附MB和MO过程,随着初始浓度的增大,平衡吸附量也在不断增加,且该吸附过程为化学吸附。该论文有图42幅,表14个,参考文献82篇。