随着近40年经济与技术的飞速发展,人类生产、生活,特别是重工业所带来的重金属污染在不断增加,由于人类活动所导致的大量含重金属废水废渣被排放到地球化学环境中,这些重金属污染物通过大气沉降、降水淋洗等作用下重新进入土壤、流域中,植物吸收水分就会吸附富集重金属,经食物链食物网的传递,重金属最终会进入人体,引起人体健康的损害。目前对重金属的治理技术主要有五种:物理化学修复、生物修复、生态修复和联合修复,最常用的治理技术主要为物理化学修复之中的吸附法,吸附法可以有针对性的治理某一重金属,并且经济实惠、去除效果显著,目前最常用来治理水体重金属污染物。生物炭是一种开发成本低、吸附能力高的吸附剂材料,它的制备容易,并且有着较大的比表面积和丰富的多种官能团,因此已经广泛用于去除水体中的重金属污染物。但是生物炭也存在着不足,单一生物炭的吸附能力较差,而且吸附完成后难以将生物炭固体与水体分离,这些问题都制约着生物炭的发展。本文以废弃玉米秸秆作为生物炭原料,采用浸渍法将碳化完成的玉米秸秆与羟基磷灰石充分混合来制备出生物炭负载羟基磷灰石复合材料(以下简称为HBC)。通过优选实验选出吸附重金属效果最佳的HBC,再结合单因素实验,研究水溶液中投加的吸附剂量、水溶液的pH、重金属污染物的初始浓度、干扰离子等对HBC吸附去除水溶液中重金属污染物效果的影响。利用吸附动力学模型和等温吸附模型研究复合材料对水溶液中重金属离子的吸附行为,最后通过单一污染与复合污染对比实验研究HBC对多种重金属离子的吸附效果。主要研究内容和结果如下:(1)在相同条件下,HBC对锌离子、铅离子和铬离子的吸附能力高于生物炭,其中0.5%HBC对水溶液中锌离子、铅离子和铬离子的吸附率最高。(2)在298K、308K、318K的温度下,0.5%HBC对铅离子的吸附量的最大值分别为272.63mg/g、285.31mg/g、298.54mg/g,0.5%HBC吸附铅离子的过程是自发、吸热、可持续进行的化学吸附过程,且吸附速率受化学吸附过程控制,0.5%HBC吸附铅离子的过程符合Langmuir等温线模型和准二级动力学方程。(3)随着吸附剂的剂量、pH值的增大,0.5%HBC对锌离子、铅离子和铬离子的吸附率也随之增大,0.5%HBC吸附锌离子、铅离子和铬离子的最佳吸附剂的剂量分别是0.1g、0.02g和0.08g,最佳pH值分别为6、7和6。随着水溶液中锌离子、铅离子和铬离子浓度的增加,0.5%HBC对其的吸附率逐渐下降,溶液中锌、铅和铬的浓度为5mg/L时0.5%HBC对其的吸附率最高。(4)干扰离子对锌离子和铬离子的平衡浓度有明显影响,而对铅离子的平衡浓度影响不大,钙离子对锌离子和铬离子的平衡浓度影响明显大于钠离子和钾离子,且干扰离子的浓度越大,锌离子和铬离子受到的影响越强。(5)通过单一、复合污染对比实验发现,得出:在复合污染物反应条件下,0.5%HBC对水溶液中铅离子的吸附去除效果最好,去除率超过90%,但锌、铬离子的去除率均有一定的下降。