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重金属-有机染料复合污染废水具有危害大和难处理等特点,给复合污染废水的处理提出了更大的挑战。吸附法具有高效、操作简单和成本低等特点,已在重金属-有机染料复合污染废水处理中得到广泛应用,其关键在于经济高效的吸附材料的开发。因此,新型高效吸附材料的开发对处理重金属-有机染料复合污染具有重要意义。近年来,β-环糊精(β-CD)独特的结构与性质,不仅可以去除有机染料,接枝活性基团后还可以提高吸附重金属的能力,能够用于处理复杂的复合污染。本研究设计合成新型改性环糊精微球吸附材料(DTC-CDMS),研究其对重金属离子、有机染料和重金属-有机染料复合污染的吸附性能,探究其吸附机理。以β-CD、环氧氯丙烷(EPI)、三乙烯四胺(TETA)为原料,液体石蜡为油相,司班-80为乳化剂,采用反相微乳液法合成环糊精微球(CDMS),在碱性条件下将二硫代氨基甲酸酯修饰到CDMS表面得到改性环糊精微球(DTC-CDMS)。合成CDMS的最佳条件为β-CD与TETA摩尔比为1∶20、β-CD与EPI摩尔比为1∶65、去离子水的体积为6 m L、水油体积比为1∶4和搅拌速度为400 r·min-1,合成DTC-CDMS的最佳TETA与CS2的摩尔比为1∶4。与CDMS相比,DTC-CDMS对MO的去除率略有降低,但对Cu2+的去除率约提高40%。DTC-CDMS是直径约140μm且表面粗糙的微球,DTC-CDMS的孔径主要分布在10-100 nm,DTC-CDMS在521 K以下稳定,DTC-CDMS中β-CD、N元素和CS2的摩尔含量分别计算为0.11,8.05和1.72 mmol·g-1,CS2的接枝率为0.214,为重金属离子吸附提供了丰富的吸附位点。随着DTC-CDMS投加量的增加,Cu2+和Pb2+去除效率(R)先增加后趋于平衡,R值达到最大分别为99.70%和99.83%,去除废水中Cu2+和Pb2+的最佳p H值范围为4-7,吸附的平衡时间为240 min。DTC-CDMS对Cu2+和Pb2+的等温吸附过程符合Freundlich模型,吸附动力学过程可以用准二级动力学模型描述,吸附过程中化学吸附和物理吸附共存吸热自发的反应,由熵增驱动。DTC-CDMS对重金属离子的吸附机理:DTC-CDMS中N-CS2-基团与重金属离子的静电作用;-C-N中的N与重金属离子的的配位络合作用。但由于Cu2+的氧化性,部分C-S被氧化成-SO3-,Cu(Ⅱ)被还原为Cu(Ⅰ)。随着DTC-CDMS投加量的增加,MO和TB的R值先增加后趋于平衡,R值达到最大分别为91.95%和99.14%,去除废水中MO和TB的最佳p H值范围分别为3-4和2-3,吸附的平衡时间为240 min。DTC-CDMS对MO和TB的等温吸附过程符合Langmuir模型,DTC-CDMS对MO和TB在293 K下的最大吸附容量分别为159.91和271.10 mg·g-1,吸附动力学过程可以用准二级动力学模型描述,吸附过程中化学吸附和物理吸附共存吸热自发的反应,由熵增驱动。DTC-CDMS对有机染料的吸附机理:DTC-CDMS中β-CD空腔作用,质子化的胺基对MO或TB的静电吸引力。在二元体系中,随着DTC-CDMS投加量的增加,Cu2+、Pb2+、MO和TB去除效率先增加后趋于平衡,其R值分别可达到98.81%、94.91%、98.96%和99.08%以上。最佳的去除TB的p H范围为2-6,而去除Cu2+、Pb2+和MO的最佳p H范围为3-6。DTC-CDMS对Cu2+和Pb2+的等温吸附过程符合Freundlich模型,对MO和TB的等温吸附过程符合Langmuir模型。吸附过程中化学吸附和物理吸附共存吸热自发的反应,由熵增驱动。吸附动力学过程都可以用准二级动力学模型描述。在Cu2+-MO、Cu2+-TB、Pb2+-MO和PB2+-TB二元体系中,Cu2+和MO/TB具有协同效应,Cu2+和MO可相互促进去除;MO对DTC-CDMS去除Pb2+有一定的抑制作用,但Pb2+促进DTC-CDMS对MO的去除;Pb2+和TB具有拮抗效应;由于TB大的空间位阻,DTC-CDMS上的TB吸附达到最大,Cu2+/Pb2+对DTC-CDMS去除TB基本没有促进作用。DTC-CDMS对Cu2+的吸附过程包括DTC-CDMS中强螯合基团N-CS2-对Cu2+的静电吸引和配位螯合作用,部分去质子化的胺基与Cu2+的配位,DTC-CDMS吸附MO/TB后的-SO3-对Cu2+的静电吸引;DTC-CDMS对Pb2+的吸附过程包括N-CS2-对Pb2+的静电吸引和配位螯合作用;DTC-CDMS对MO/TB的吸附过程包括β-CD空腔对MO/TB的主客体包含作用,部分质子化的胺基与MO/TB的静电吸引,DTC-CDMS吸附Cu2+/Pb2+后对MO/TB的静电吸引。