现如今,随着人类社会的发展和工业的进步,由于人类活动而排放了大量的重金属污染的到水体中,如不加以解决,必将危害人类自己。角蛋白作为一种生物材料,具有储量丰富、简单易得、绿色无污染和可再生的优点。角蛋白上含有氨基、羧基和羟基等活性位点,可以作为一种生物吸附材料来使用,但由于这些活性位点不够丰富和可及性差,所表现出来的吸附性能有限。本文采用接枝改性法,在角蛋白表面接枝大量氨基,用以提高角蛋白的吸附性能。同时,考虑到角蛋白颗粒物不易回收的缺点,使用海藻酸钠（SA）为载体制备一种角蛋白/海藻酸钠多孔复合材料。本文首先以角蛋白（FK）为主体材料,聚乙烯亚胺（PEI）为接枝材料,戊二醛（GA）为交联剂,利用席夫碱反应,成功制备出一种多氨基的改性角蛋白（GFK）。改性后的角蛋白表面变得光滑,聚集体结构单元之间边界清晰。通过改变FK与PEI的比例、FK与GA的比例、反应的时间和反应温度,探究了工艺参数对GFK对Cu2+吸附性能的影响规律,并找出获得GFK最大吸附容量的最优吸附工艺。结果表明,在FK与PEI的比例为6:4、FK与GA的比例为1:1、反应的时间为6h和反应温度为55℃时,GFK对Cu2+的吸附容量最大,为82.54mg/g。采用吸附等温线和吸附动力学模型对实验结果进行拟合,结果表明GFK的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型。其次,将GFK与SA混合,利用葡萄糖酸内酯-碳酸钙（GDL-CaCO3）缓释体系制备复合凝胶,经过冷冻干燥处理,得到一种多孔GFK/SA复合材料,并对复合材料结构和性能进行表征。通过调节SA浓度、GFK含量、GDL-CaCO3添加量和冷冻温度,探究对复合材料密度和孔隙率的影响。结果表明,SA浓度与GDL-CaCO3添加量对孔隙率的影响最大,孔隙率随着SA浓度与GDL-CaCO3添加量的增加而减小。冷冻温度对孔径大小和孔隙的排列有影响,冷冻温度越低孔隙直径越大,孔隙排布越规律。GFK/SA的最大孔隙率可达90%。最后,为了探究GFK/SA复合材料的吸附性能,对GFK/SA复合材料进行了Cu2+吸附实验,并研究了 SA浓度、GFK含量、GDL-CaCO3添加量和冷冻温度对复合材料吸附性能的影响,以获得GFK/SA复合材料的最大吸附容量和最佳工艺参数。结果表明,SA浓度为1%、GFK含量为0.1g、GDL-CaCO3添加量为0.5倍、冷冻温度为-80℃时,复合材料对Cu2+的吸附容量最大,为118.66 mg/g。通过Cu2+溶液调节pH、温度、初始浓度、吸附时间等外界因素,研究外因对复合材料吸附性能的影响。结果表明pH对吸附性能影响最为明显;温度在复合材料的吸附过程中起促进作用,温度越高,吸附容量越大;复合材料达到吸附平衡所需要的时间为10h。利用吸附等温线和吸附动力学模型对数据进行拟合,结果表明复合材料对Cu2+的吸附过程符合Langmuir模型和准二级动力学模型,表明复合材料的吸附为单分子层吸附和化学吸附。