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随着现代社会经济的快速发展,工业废水中重金属离子的过度排放愈加严重。重金属离子很难在环境中降解,并具有生物累积性,极易通过食物链而富集,尤其是通过污染水体的方式,可以直接威胁环境和人体健康。近年来,我国相继出现多起血铅中毒事件和河流重金属污染事件,因此,对受污染水体中重金属离子的去除迫在眉睫。吸附法一直是去除水中重金属离子的研究热点,其吸附剂的选择对去除效果有着决定性影响,常见的吸附剂材料大多数面临回收再利用及强化改性处理等问题,因此本课题的研究目的是寻求一种制备途径简单、对重金属离子有良好的吸附能力、便于回收再利用的新型吸附剂材料,为解决水体重金属污染这一问题提供新的途径。本文采用低温辐射共聚的方法,制备了新型聚合物水凝胶吸附剂——聚(丙烯酸羟乙酯/马来酰胺酸)[p(HEA/MALA)],采用FT-IR、 SEM、TGA和XPS等方法,表征了水凝胶表面形貌、热稳定性、基团及元素组成,通过水凝胶吸附动力学、吸附等温线、竞争吸附、温度、pH值影响因素等实验,研究了其对Pb2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+5种重金属离子的吸附性能,采用不同的脱附剂,探索了水凝胶的循环利用性能,并且利用TGA和XPS等分析,探讨了水凝胶对重金属的吸附机理,具体结论如下：1.以HEA和MALA为共聚单体,配制出不同单体摩尔比及不同水的体积分数的反应混合物,在-78℃条件下采用60Co-γ射线(总剂量为30kGy)辐照24h,成功地合成出一种新型共聚物水凝胶——p(HEA/MALA)。SEM表征显示,p(HEA/MALA)水凝胶是一种具有一定孔道结构的三维网络高分子材料。FT-IR分析和TGA分析证实p(HEA/MALA)水凝胶确为HEA与MALA单体的共聚产物；2.对不同组分的水凝胶进行溶胀性能实验,结果表明：水凝胶的溶胀性能受到水凝胶的结构的影响较小,其主要受到了共聚单体中HEA和MALA比例的影响。不同组分水凝胶的吸附性能实验表明,水凝胶对重金属的吸附存在由功能基团作用的化学吸附,同时存在与吸附剂结构有关的物理吸附作用；3.通过动力学研究结果可知,p(HEA/MALA)水凝胶对5种重金属离子的吸附动力学过程符合准二级动力学吸附,吸附速率被化学吸附所控制,且水凝胶对金属离子的吸附速率为Zn2+>Cd2+>Pb2+>Ni2+>Cu2+; p(HEA/MALA)水凝胶对5种重金属离子的吸附等温线结果表明,水凝胶对二价金属离子的吸附过程属于Langmuir单分子层优惠吸附；4.温度影响因素试验表明p(HEA/MALA)水凝胶对重金属离子的吸附过程属于吸热反应,温度升高吸附量增加。pH值影响因素试验中,随着pH值的增加,水凝胶的吸附量随之增加直至吸附饱和,这一现象是由功能基团的静电作用,-COOH的离子交换作用,以及-NH2的螯合作用引起的；5.水凝胶的脱附再生实验结果显示,EDTA二钠对p(HEA/MALA)水凝胶吸附重金属的脱附效果优于HNO3,其脱附效率均在92%以上；采用EDTA二钠脱附的情况下,水凝胶可进行3次重复利用；6.当各重金属离子初始浓度均为1mmol·L-1时,其竞争优先性为Pb2+> Cu2+>Ni2+>Zn2+>Cd2+,这可能是因为水凝胶对5种重金属离子的竞争吸附主要受到金属电负性的影响,电负性大的金属竞争性强；7. p(HEA/MALA)水凝胶对二价重金属离子的吸附机理为化学吸附为主,物理吸附为辅：化学吸附依靠于水凝胶中的功能基团,而物理吸附主要依靠于水凝胶的三维网络结构。其中,水凝胶对重金属离子的化学吸附机理为功能基团与M2+(M2+代表Pb2+、Cd2+、Ni2+、Cu2+和Zn2+)间的静电作用、-NH2和M2+之间的螯合作用,以及-COOH和金属离子M2+间的离子交换作用。