重金属如铅、镉、汞、铬和类金属砷等对人、动植物和微生物具有显著的毒性，不能被微生物降解，并易在生物体内富集而引起显著毒性效应，是对环境污染最严重、对人类危害最大的污染物之一。采用螯合沉淀法处理重金属废水，工艺简单，处理效果较好，成本较低，特别适合于大规模重金属废水的处理。其关键在于螯合絮凝剂的性能。本研究根据配位化学和絮凝原理，设计合成了系列聚（氯化二烯丙基铵）基重金属螯合絮凝剂（PDAHCF），并对螯合、絮凝性能和配位化学基础问题进行了系统研究。首先以二烯丙基胺（DAA）为原料，与盐酸反应合成氯化二烯丙基铵（DAAC）；然后以偶氮二异丁脒二盐酸盐（AIBA）为引发剂进行均聚及与丙烯酰胺（AM）和二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）共聚，合成了聚（氯化二烯丙基铵）（PDAAC）、聚（氯化二烯丙基铵-丙烯酰胺）（PDAAM）和聚（氯化二烯丙基铵-二甲基二烯丙基氯化铵）（PDADM）。再以PDAAC、PDAAM和PDADM为原料，与CS2和NaOH反应合成了聚（氯化二烯丙基铵）基二硫代氨基甲酸钠（PDACDTC）、聚（氯化二烯丙基铵-丙烯酰胺）基二硫代氨基甲酸钠（PDAMDTC）和聚（氯化二烯丙基铵-二甲基二烯丙基氯化铵）基二硫代氨基甲酸钠（PDADMDTC），采用FT-IR、1H NMR、紫外光谱和元素分析对其结构进行了表征。结果表明，已成功合成了聚（氯化二烯丙基铵）基重金属螯合絮凝剂（PDAHCF）。以常见的重金属离子Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺模拟废水为处理对象，研究了PDAHCF对Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺等离子的去除效果以及pH值对去除效果的影响。结果表明，当高分子螯合絮凝剂中螯合基团–CSS–与Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺的物质的量的比接近2∶1时，去除效率高，残余重金属离子浓度和剩余浊度均能达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）和国家电镀污染物排放标准（GB21900-2008）；当–CSS–与Hg²⁺的物质的量的比接近1∶1时，残余Hg²⁺可以达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）。合成的3种高分子螯合絮凝剂都有较宽的适宜pH范围。采用紫外光谱法研究了PDACDTC、PDAMDTC和PDADMDTC分别与Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺形成重金属螯合物的紫外吸收特征，探讨螯合物的组成，并计算了螯合稳定常数。结果表明，PDACDTC、PDAMDTC和PDADMDTC中的–CSS–与Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺和Cd²⁺均形成2∶1型螯合物，与Hg²⁺均形成1∶1型螯合物；合成的高分子螯合絮凝剂能与Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺和Hg²⁺形成稳定螯合物；对于同一种高分子螯合剂，重金属螯合物稳定顺序为： PDAHCF-Hg²⁺＞PDAHCF-Cu²⁺＞PDAHCF-Pb²⁺＞PDAHCF-Cd²⁺＞PDAHCF-Zn²⁺＞PDAHCF-Ni²⁺；对于相同金属离子，PDADMDTC-M＞PDAMDTC-M＞PDACDTC-M。通过偏光显微镜观察了形成的重金属螯合物絮体的形态结构。结果表明，形成的重金属螯合物絮体呈网状结构，说明合成的高分子螯合絮凝剂不仅具有较强的螯合重金属离子的能力，还可通过高分子链本身吸附架桥产生优良的絮凝效果。将PDACDTC、PDAMDTC和PDADMDTC应用于对羟基亚乙基二膦酸（HEDP）预镀铜废水的处理。结果表明，单独使用PDACDTC、PDAMDTC、PDADMDTC和CaCl₂均不能有效地处理HEDP预镀铜废水；当将PDACDTC、PDAMDTC、PDADMDTC和CaCl₂联合使用时，能有效处理HEDP预镀铜废水，处理后水中的Cu²⁺和COD均能达到国家污水综合排放标准（GB8978-1996）。总之，PDACDTC、PDAMDTC和PDADMDTC兼具强螯合能力和良好的絮凝性能，在适宜条件下均能有效地处理多种重金属废水，具有广阔的应用前景。