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铁基环境功能材料对于水中重金属具有优良的选择性去除性能,但水中广泛共存的无机、有机配体对其实际应用性能具有显著影响,阐明这一影响过程与潜在机理对于指导该类环境功能材料用于废水处理技术的开发具有重要的理论指导意义。本论文将大孔树脂优良的机械强度和水力学性能与水合铁氧化物(HFO)对重金属的专属吸附作用有机结合,通过“前驱体导入-纳米网孔成核”技术将纳米水合氧化铁(HFO)固载于大孔树脂载体内,制备出两种纳米HFO-大孔树脂复合材料,较为系统地研究了硫酸根对复合材料除Cu(Ⅱ)性能的影响与机理,探讨了草酸根对复合材料工作稳定性的影响。论文首先研究了硫酸根对HFO颗粒及复合材料除Cu(Ⅱ)性能的影响规律。对于HFO颗粒及载体表面电中性的HFO-PS0,5042-可显著促进其对Cu(Ⅱ)的吸附能力;对于载体表面带负电磺酸基的HFO-PS-,在Na+背景溶液中,SO42-的加入明显降低了吸附量,而在Ca2+背景溶液中,SO42-的加入可显著强化其对Cu(Ⅱ)的吸附。XPS光谱研究表明,三元配合物>FeOHCuS040的形成是吸附促进作用的内在机理,而载体表面磺酸基可通过抑制SO42-进入树脂相来削弱其对HFO吸附的影响,溶液中不同价态阳离子可通过对载体表面磺酸基不同的静电屏蔽效应,影响S042-进入树脂相内,从而影响HFO对Cu(Ⅱ)的吸附。在此基础上,建立了硫酸根-体系中Cu(Ⅱ)在HFO-大孔树脂复合材料上吸附的CCM表面配合模型,成功拟合了不同浓度SO42-下HFO-PS0对Cu(Ⅱ)的吸附行为,通过改变Cu/Fe比验证了所建模型的可靠性。模型预测与实验验证表明,负载后Fe的弱吸附位点由HFO颗粒的20%Fe降为5%Fe,这可能是由于固载后相当部分HFO因孔堵塞效应无法用于Cu(Ⅱ)的吸附。模型拟合结果进一步验证了三元配合物>FeOHCuS040的形成是SO42-强化HFO吸附作用的基础。论文通过柱吸附实验进一步证实硫酸根存在的体系中HFO复合材料对Cu(Ⅱ)的处理能力明显增加,在所选用的四种柱吸附模型中Thomas模型拟合效果最好。流量上升,Thomas速率常数kTh上升,饱和吸附量qTh下降;初始Cu(Ⅱ)浓度和柱高发生变化对Thomas参数没有明显影响,说明初始Cu(Ⅱ)浓度和柱高对传质速率、饱和吸附量影响较小。依据Thomas模型可得kTh= 6.17×10-4v-4.63×10-1,qTh=-5.62v + 5.093,有望用于预测相关穿透曲线。此外,BDST模型可模拟Ct/C0<0.3时穿透时间t与柱高Z之间的线性关系。论文还系统研究了草酸根离子对HFO溶解规律。水中草酸根的存在会明显促进HFO复合材料中铁的溶出,但相比HFO颗粒,溶出速率明显降低;载体表面的中性基团较磺酸基更有利于提高草酸体系中HFO的稳定性。提高离子强度可通过压缩载体纳米孔道内的双电层厚度提高孔道有效扩散横截面,增加草酸的扩散与吸附速率,并导致复合材料中HFO溶出速率的上升,但离子强度对HFO颗粒溶出基本没有影响。另外,载体可明显抑制其中HFO的光促还原反应,显著降低其还原溶出性能。本论文的研究结论对于深入理解HFO-大孔树脂复合材料处理实际废水中的相关行为、评价材料稳定性运行性能具有重要的理论意义。