在对铅污染的处理中,需要对实际应用中的多个因素进行分析,如时间对污水中的二价铅离子的去除率的影响、吸附剂的实际分子结构模型等等。本文采用了多种方法针对上述问题做了下面相关的研究:1.针对水溶液中铅离子的去除,先合成柠檬酸-水滑石的材料,并利用X-射线衍射仪(XRD)、场发射电镜扫描(SEM)等先进设备对材料进行了相关的表征和分析。针对批实验的动力学过程,首先针对最为常用的拟一级动力学模型和拟二级动力学模型进行多角度的对比和分析,在对实际实验和拟合效果的对比后,以拟二级动力学模型为基础,针对实际的实验数据,做相应地的改进和优化,提升了动力学模型对实验的拟合效果。2.在对柠檬酸水滑石的结构做理论计算后,获得柠檬酸水滑石比较稳定的理论模型。同时,针对柠檬酸水滑石的理论模型,通过运用主成分分析、K-means聚类和分层聚类的聚类分析方法对理论计算过程中,柠檬酸根的空间结构的变化过程进行分析,找到了一个与最终结果不同的柠檬酸根的空间结构,对日后的理论计算提供了丰富的数据。3.合成了三种氧化铁材料并在三种氧化铁对铅离子去除的实验中应用改进的动力学模型,通过运用X-射线衍射图谱(XPS)和磁滞回线(VSM)等仪器和其他批实验对氧化铁的机理及氧化铁去除铅离子的机理进行探究和计算。在相关的实验和计算中,改进的动力学模型证明了铅离子的吸附动力学过程更加符合拟一级动力学方程,材料的吸附性能受pH和温度的影响而离子强度对整个过程的影响微乎其微,同时相关的热力学实验证明整个吸附过程是吸热且能够自发进行的。本文通过对动力学模型的改进和聚类方法的使用,对促进铅污染的治理产生了重要的作用。