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近年来,由镉(Cd(Ⅱ))引起的水污染事件频频发生。活性炭吸附法是处理重金属污染最有前景的方法之一,然而普通活性炭对重金属选择吸附性能较差。研究表明,MnO2吸附位点多,表面活性大,对重金属离子具有良好的吸附性能,但是MnO2颗粒难以从水中沉淀,限制了其应用范围。本课题采用高锰酸钾浸渍-焙烧方法改性活性炭负载氧化锰,并通过正交实验优化了改性活性炭(MOAC)的制备过程,预期在提高活性炭吸附性能的同时,改善氧化锰颗粒沉淀性能。运用SEM、BET、XRD、EDX、FTIR、XPS等方法对MOAC进行了表征。通过静态吸附实验,研究了 pH值、初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间、共存离子等对MOAC吸附Cd(Ⅱ)的影响,同时对吸附饱和后的MOAC进行了再生研究,并分析了有关吸附机理。结果表明,复合吸附剂最优化制备条件为:浸渍时间7h、KMnO4质量分数2.7%、焙烧温度470℃、焙烧时间2.5h。改性前后活性炭吸附量分别为3.37mg/g、84.15mg/g,改性后活性炭吸附性能大幅度提高。对改性前后活性炭进行表征可知:改性后活性炭零电荷点降低,电负性增强,表面粗糙度增加,比表面积骤减;氧化锰以δ-MnO2负载到MOAC表面,并携带大量-OH官能团。静态吸附实验表明:pH值对MOAC吸附Cd(Ⅱ)具有显著影响,pH值介于2～4时去除率增长迅速,4～6时增长缓慢,6～7基本保持不变;Cd(Ⅱ)溶液初始浓度为50mg/L时,对应吸附剂最佳投加量为0.5g/L,去除率为82.52%;MOAC对Cd(Ⅱ)吸附大致分为快速吸附、慢速吸附和吸附平衡三个阶段;共存离子对吸附影响顺序为Al3+>Ca2+>K+>Na+,随共存离子半径的减少及电荷数增加,吸附的抑制作用增强。再生实验结果表明:HCl对吸附饱和后的活性炭再生效果较好,浓度为0.1mol/L时,再生率为72.47%,四次吸附再生后,再生率仍有46.29%。吸附动力学和热力学表明,MOAC对Cd(Ⅱ)吸附过程符合准二级动力学模型及Langmuir等温吸附模型,说明MOAC对Cd(Ⅱ)的吸附速度是由化学吸附控制与决定,吸附剂与吸附质之间存在电子共用或者转移。热力学参数表明,低温有利于吸附反应的进行,吸附为放热、自发的过程。对吸附前后MOAC进行表征可知:Cd(Ⅱ)被吸附到MOAC表面,在吸附剂表面主要以-Cd-O的形式存在,分析认为-OH中的氧原子有孤对电子,极易与重金属离子共用电子。MOAC对Cd(Ⅱ)的吸附机理包括离子交换、静电引力、配位络合。