近年来,随着中国工业化进程的不断加快,排放重金属的行业逐渐增多,重金属污染问题也变得日益严重,不容忽视。大量富含重金属离子的废水进入环境后随水体迁移或在土壤中积累,使得重金属污染成为威胁人类健康的主要环境问题之一。重金属进入环境后不能被生物降解,并参与食物链循环,最终在生物体内累积,破坏生物体正常生理代谢,由此引发许多环境问题。其中,六价铬因其环境污染持续久、危害大,更是得到各国研究者的重视。具有氧化性的六价铬,容易被人体吸收,穿透生物膜而起作用。人体接触到六价铬后,会刺激并腐蚀肌肤和粘膜,轻则造成皮肤过敏,引发呼吸道等病症;重则进入人体内,使基因产生缺陷,引发癌症。吸附法作为去除水体中Cr(Ⅵ)的方法备受研究,但传统的吸附剂例如活性炭、硅藻土等不具有良好的选择性且再生困难。因此,新型吸附剂的开发与应用具有十分重要的意义。磁性纳米粒子、金属化合物等纳米材料因其比表面积大、活性高及脱附过程简便等优点受到广泛关注。本研究利用简单共沉淀法以及水热法等,成功合成出具有良好吸附性能以及特异性吸附Cr(Ⅵ)的氮掺杂木质纤维素-硫化钼(N/LC-MOS2)、四氧化三铁-二氧化钼(Fe3O4-MoO2)以及钴酸镧-二氧化钼(LaCoO3-MoO2)纳米化合物,对于含铬废水处理处置具有重要现实意义。研究结果表明:(1)采用高温煅烧法合成氮掺杂木质纤维素,然后加入到水热法合成硫化钼的体系中,通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)以及X射线光电子能谱(XPS)对材料进行表征,结果显示成功制备了比表面积较高的氮掺杂木质纤维素-硫化钼(N/LC-MoS2)。通过实验得到该材料的最适pH为2,但考虑到实际操作,在pH为4的条件下对其进行进一步实验,证明材料的特异性与再生性能良好。探究浓度对吸附过程的影响,发现所有实验浓度均在180min内达到平衡,在初始浓度为25mg/L时达到最大吸附容量。对Cr(Ⅵ)在N/LC-MoS2上的吸附进行动力学拟合,证明该吸附过程更符合二级动力学模型,二级动力学回归系数(R2=0.996)大于一级动力学回归系数(R2=0.960),说明其吸附过程受化学机制控制。对其进行热力学拟合,得到Langmiur等温线回归系数值(R2=0.983)高于Freundlich等温线(R2=0.911),Langmuir模式拟合效果更好,说明该吸附过程为单分子层吸附。根据Langmuir模型计算得到qmax为101.32mg/g。(2)通过水热法直接合成一种新型Fe3O4-MoO2复合纳米材料。这种复合材料吸附性能明显优于Fe3O4、MoO2单体。SEM以及TEM显示出MoO2展现出均匀的一维形态,Fe3O4颗粒均匀的附着在其表面,X射线衍射(XRD)以及XPS都证明两种单体成功复合到一起,且该材料具有磁性,便于分离回收再利用。常温下,pH为4时材料吸附效果最好,对Cr(Ⅵ)浓度为5ppm以及20ppm时的实验数据进行拟合,结果表明该吸附过程更符合二级动力学模型和Langmuir模型,说明该吸附为单分子层化学吸附。该材料在循环使用5次后,效率从100%降低到96.5%,说明其再生性能好,且特异性实验证明其在有共存离子的情况下仍对Cr(Ⅵ)的吸附具有特异性。(3)将利用共沉淀辅以煅烧法合成的LaCoO3加入到MoO2的合成体系中,成功制备出LaCoO3-MoO2,该复合物具有172.8mg/g的高吸附容量。SEM表征结果显示出MoO2具有特殊的空间结构,类似于不规则纳米板形成的空心棒,截面图显示其为中空的六边形,当与LaCoO3复合时,不规则的LaCoO3纳米颗粒在MoO2的表面上生长。XRD结果显示出该化合物中二氧化钼是具有单斜对称性的MoO2(JCPDS 65-5787),钴酸镧为菱形LaCoO3(JCPDS 01-084-0848)。XPS结果显示LaCoO3纳米颗粒成功地附着在MoO2的表面上。该复合该材料的最适pH为2,但考虑实际应用,在pH为4的条件下进行进一步实验探究。动力学拟合结果显示二级模型(R2=0.989)比一级模型(R2=0.944)更合适,热力学拟合结果显示Langmuir模式更能描述Cr(Ⅵ)在LaCoO3-MoO2上的吸附过程,因为它与Freundlich等温线(R2=0.983)相比具有较高的回归系数值(R2=0.997)。