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木薯渣是木薯生产完淀粉或酒精后的残渣,含有大量的淀粉和纤维素,是制备磁性高分子微球的理想材料。磁性高分子微球具有磁响应性、比表面积大、生物相容性和无污染等优点,在水处理领域有广泛应用。首先以带不同功能基团的改性淀粉(阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉和尿素淀粉)为吸附剂,以紫外分光光度法测量吸附后的Cu2+质量浓度,研究改性淀粉对Cu2+的吸附动力学,考察不同基团对Cu2+吸附效果。再以含羧基的丙烯酸(AA)和含酰胺基团的丙烯酰胺(AM)为单体,以木薯渣为原料,采用反相乳液法制备AA/AM磁性木薯渣微球,考察反应温度、反应时间、油水体积比、引发剂用量、交联剂用量、丙烯酸占单体百分比和木薯渣与单体质量比对微球吸附Cu2+性能的影响,并用扫描电镜和傅里叶红外光谱仪对微球进行结构表征。在AA/AM磁性木薯渣微球体系中引入甲基丙烯酸甲酯(MMA),制备MMA/AA/AM磁性木薯渣微球,采用扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、震动样品磁强计和多角度粒度与高灵敏度Zeta电位分析仪对微球进行结构表征,并考察MMA加入量、引发剂用量和交联剂用量对微球吸附Cu2+性能的影响,对吸附过程进行等温吸附模型拟合和动力学及热力学研究。主要实验结果如下:(1)阳离子淀粉、磷酸酯淀粉、磷酸酯双淀粉、氧化淀粉、尿素淀粉和原木薯淀粉的饱和吸附量分别为40.5 mg·g-1、50.7mg·g-1、43.8 mg·g-1、42.8 mg·g-1、47.7 mg·g-1和16.6 mg·g-1,改性淀粉引入的基团对Cu2+具有吸附效果。吸附动力学研究表明五种改性淀粉的吸附等温数据均符合Freundlich模型。阳离子淀粉吸附数据符合准二级动力学模型,其余四种改性淀粉吸附数据更符合准一级动力学模型。(2)制备AA/AM磁性木薯渣微球的最佳反应条件为:反应温度为323.2 K、反应时间为3 h、油水体积比为10、引发剂用量为2.120%0、交联剂为0.45%、丙烯酸占单体的质量百分比为75%、木薯渣与总单体质量比为0.2。微球的尺寸均一,表面光滑,形状规则,成球性好,部分微球之间有粘结。微球对Cu2+的最大吸附量为98.2 mg·g-1,比五种改性淀粉的吸附量有所提高。(3)制备MMA/AA/AM磁性木薯渣微球的最佳工艺条件为:甲基丙烯酸甲酯的用量为0.75%、引发剂的用量为2.12%,交联剂用量为0.5%。结构表征表明:微球表面光滑,尺寸均一,平均粒径为206 nm,PDI为0.18,分散效果优于AA/AM磁性木薯渣微球,饱和磁化强度达11.9 emu·g-1,再生性好。MMA/AA/AM磁性木薯渣微球对Cu2+吸附量达110.5 mg·g-1,优于AA/AM磁性木薯渣微球。吸附过程符合准二级吸附动力学模型和Freundlich等温吸附模型,吸附在283.2～323.2 K范围内自发进行,为吸热过程,ΔH=47.12 kJ·mol-1,结合动力学研究发现,吸附过程以化学吸附为主。