近几十年来我国采矿、冶炼、农药等行业得到迅速发展,然而相应管理监督不严,导致目前重金属污染事故频发。现有重金属废水的处理方法有混凝法、化学沉淀法、电化学法、膜分离法以及吸附法等,其中螯合纤维由于吸附容量高、吸附选择性好、易再生等优点被广泛应用于水中重金属的去除。本文采用静电纺丝法制备聚丙烯腈（PAN）纳米纤维膜,纤维直径在100nm左右,经化学修饰法制得新型偕胺肟基螯合纤维膜吸附材料PAN-AM。论文重点研究PAN-AM对重金属离子Cu²⁺、Cd²⁺的吸附行为和机理,考察其吸附-脱附性能,阐明溶液介质条件（pH值、共存碱土金属离子和天然有机质）对新型纤维膜吸附性能的影响。最后对模拟废水进行膜过滤吸附工艺小试研究,为PAN-AM纤维膜今后在实际废水治理中的应用提供理论指导和技术支撑。论文主要研究结论如下:（1）通过静电纺丝法制备纳米级PAN纤维膜,其优化反应条件为pH=7,反应温度为60℃,反应时间2h,盐酸羟胺溶液浓度为4g/100 mL,制备偕胺肟基螯合纤维膜PAN-AM,氰基的转化率为52.4%。利用扫描电子显微镜、元素分析、傅里叶变换红外光谱等现代分析手段对新型纤维膜进行分析表征,结果表明PAN-AM表面成功修饰偕胺肟基团,氰基转化率达到52.7%,且BET比表面积高达 75.6 m2/g。（2）吸附动力学研究表明,PAN-AM纤维膜对Cu²⁺和Cd²⁺的吸附平衡时间约为80分钟,吸附25分钟即可达到平衡吸附量的50%。准一级和准二级吸附动力学模型均能较好地拟合吸附动力学曲线,表明膜扩散与颗粒内扩散过程均为控制吸附速率的主要因素。吸附热力学研究表明Langmuir吸附等温方程能更好的拟合PAN-AM纤维膜对重金属离子的吸附等温线,其对Cu²⁺和Cd²⁺最大单层饱和吸附量分别为 153.09mg/g 和 269.12mg/g。（3）吸附热力学参数表明PAN-AM纤维膜对Cu²⁺和Cd²⁺吸附过程表现为吸热反应,是熵推动的自发吸附过程。XPS图谱分析表明PAN-AM通过配位作用与Cu²⁺和Cd²⁺络合,其机理为4个N原子/O原子与一个重金属离子络合。0.1M盐酸溶液和0.1M EDTA溶液可作为脱附剂脱附纤维吸附的重金属离子,连续五次循环使用后,纤维膜对Cu²⁺和Cd²⁺的平衡吸附量依然保持初始平衡吸附量80%以上,脱附率保持在90%以上。（4）实验pH值范围内,pH值为4.0左右PAN-AM纤维膜对Cu²⁺和Cd²⁺有较高的吸附量,升高温度能增加PAN-AM纤维膜对Cu²⁺和Cd²⁺的吸附量。溶液中共存Ca²⁺对PAN-AM纤维膜吸附Cu²⁺和Cd²⁺的影响取决于Ca²⁺的浓度,低浓度Ca²⁺对吸附没有明显影响,但当Ca²⁺浓度升高至10mmol/L时,PAN-AM纤维膜吸附Cu²⁺和Cd²⁺的吸附容量会下降30%左右。溶液中共存天然有机质对PAN-AM纤维膜吸附Cu²⁺和Cd²⁺没有显著影响;（5）通过自制新型纤维膜组件,开展基于PAN-AM纤维膜的膜过滤吸附工艺小试研究,3组膜纤维吸附材料串联,进水流量4mL/min,进水Cu²⁺和Cd²⁺浓度分别为50和100mg/L,其对Cu²⁺和Cd²⁺吸附穿透点出现在180min左右。Thomas模型能够较好地描述其吸附穿透曲线。