随着工业进程发展,重金属离子废水的污染环境问题,已越来越受到国内外的普遍关注。近年来,吸附分离技术有了很大的发展,展现出广阔的应用前景。使用吸附法的关键是开发一种高效、廉价、无毒害的吸附材料,因此,具有高比表面积、高性能的多孔材料和多孔复合材料成为废水处理的必然趋势。本文是以具有絮凝作用的天然高分子壳聚糖为基材,将之与沸石(Zel)、纳米氧化石墨(GO)复合,并采用冰模板-定向冷冻干燥技术制备了壳聚糖(CS)、壳聚糖(CS)/沸石(Zel)、壳聚糖(CS)/纳米氧化石墨(GO)等有序多孔材料。采用IR、SEM对有序多孔材料的结构性能和形貌进行了表征,探索了交联度和材料组分等因素对其结构的影响。同时测定了有序多孔材料的孔隙率及吸水量,比较了壳聚糖、壳聚糖/沸石、壳聚糖/纳米氧化石墨三种有序多孔材料在结构和性能上的差异。在室温下,重点研究了壳聚糖有序多孔材料及其有序复合多孔材料对金属离子Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能,并研究了壳聚糖有序多孔材料的用量、溶液的pH值、吸附时间、壳聚糖的交联度、EDTA的用量等影响因素对金属离子吸附率和吸附量的影响。在此基础上,我们还对有序多孔材料在酸溶液中的解吸过程、再生循环使用进行了研究。实验结果表明:采用冰模板-定向冷冻干燥技术可以获得有序的壳聚糖、壳聚糖/沸石、壳聚糖/纳米氧化石墨多孔材料,且材料的孔隙率随无机颗粒材料含量的增加而降低。壳聚糖有序多孔材料对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)都具有良好的吸附性能,且对Cu(Ⅱ)的吸附性能要好于Pb(Ⅱ)。其中,pH值、EDTA是影响吸附的主要因素,络合反应是主要的吸附形式。整体而言,有序复合多孔材料CS/Zel对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能要低于CS有序多孔材料,但CS/Zel具有较高的稳定性,在再生循环使用时材料损失率低。而有序复合多孔材料CS/GO对Cu(Ⅱ)、Pb(Ⅱ)的吸附性能要好于CS/Zel、CS,尤其对Pb(Ⅱ)的吸附量影响较大。并且CS/GO具有较高的韧性,具有再次吸附率高、材料损失低,使用寿命长等较为突出的优点。