在国民经济日益提高的同时,人们越来越注重生活质量以及健康问题。目前水体污染修复成为大家关注的焦点,许多专家在水处理方面进行了大量研究,并一致认同吸附法在去除重金属离子中具有较高的吸附效率,但在吸附法中寻找到低成本且环保的材料成为当前研究的又一热点。有部分学者从秸秆中提取的纤维素与壳聚糖混合制备复合水凝胶作为吸附剂,但此复合物存在可接触面积小、生产工艺复杂、制备过程可能会产生污染物、成本高、机械性能差、易溶于酸等缺点。而直接利用秸秆作为吸附剂则吸附量又较低。所以制备一种耐酸性强、吸附容量高、无二次污染、操作工艺简单且成本低的吸附剂去除污水中的重金属离子成为当前研究的又一目标。据此本文借助玉米秸秆和壳聚糖为基体材料。通过磷酸浸渍加热法对秸秆进行改性,得到多孔结构的磷酸改性秸秆。为了提高吸附剂的吸附能力,本实验以戊二醛为交联剂采用磁力水浴搅拌法对磷酸改性秸秆进一步改性得到壳聚糖/改性秸秆复合吸附剂。对制备出的三种吸附材料进行表征并进行吸附性能的探究,同时考察了壳聚糖/改性秸秆复合吸附剂对多组分离子竞争吸附研究和循环再生利用性能的探究,评估壳聚糖/改性秸秆复合吸附剂去除重金属离子在实际应用中的可行性。主要研究内容和结果如下:1、利用红外光谱分析、扫描电镜以及X射线衍射对制备的三种吸附剂进行表征。通过系列表征分析发现改性后的磷酸改性秸秆吸附剂表面具有较多孔洞,增加了比表面积,壳聚糖/改性秸秆复合吸附材料表面增加了-NH₂和-OH,同时拥有粗糙的比表面积,两种改性材料的结晶度具有一定程度的减弱,以上表征结果说明改性后的磷酸改性秸秆和壳聚糖/改性秸秆复合吸附材料对重金属离子具有更好的吸附能力。2、将制备出的三种吸附剂（原始玉米秸秆、磷酸改性玉米秸秆和壳聚糖/改性秸秆复合吸附剂）对Pb²⁺和Cu²⁺进行了吸附实验探究,实验结果表明在吸附时间为240 min、pH为5、温度为25℃、投加量为0.0250 g、浓度为100 mg·L^-1的条件下,经过对原始玉米秸秆两步改性,Pb²⁺的饱和吸附容量由55.4 mg·g^-1增加到92.56 mg·g^-1,Cu²⁺的饱和吸附容量由17.1 mg·g^-1增加到64.49 mg·g^-1,表明改性后的吸附剂吸附能力得到了较大的提升。3、通过热力学分析发现,两种改性吸附剂符合Langmuir吸附等温线模型,属于单分子层吸附,根据范特霍夫方程得出自由能变小于零,反应焓变和熵变大于零,说明改性吸附剂对重金属离子Pb²⁺和Cu²⁺的吸附均为自发进行的吸热反应。动力学数据分析发现,改性吸附剂对Pb²⁺和Cu²⁺的吸附均符合准二级动力学模型,主要以化学吸附为主并伴有物理吸附。4、将壳聚糖/改性秸秆复合吸附材料对同等浓度的多组分离子进行吸附实验探究,结果分析发现吸附剂对混合溶液中各个离子的吸附容量均小于单组分重金属离子的吸附量,原因可能是多组分离子之间存在竞争吸附和同种电荷之间存在排斥力。5、壳聚糖/改性秸秆复合吸附剂的吸附-解吸实验表明:循环利用4次时,Pb²⁺的吸附容量为76.241 mg·g^-1,降低了17.63%,解吸率为72.66%,循环使用5次时,吸附容量降至66.31mg·g^-1,解吸率降为71.22%;Cu²⁺的第一次吸附容量为64.49 mg·g^-1,循环利用4次时其吸附容量为48.35 mg·g^-1,降低了25.03%,解吸率也由96.14%降至89.76%,循环使用5次时,吸附容量降至40.31 mg·g^-1,解吸率为89.88%。整体看来,壳聚糖/改性秸秆复合吸附材料对Pb²⁺和Cu²⁺具有良好的再生循环使用潜力。