环境中的汞不仅能够通过溶解、挥发、沉降、甲基化等作用在环境中进行迁移转化,还能通过食物链、生物富集等产生放大效应,危害人体健康。目前,废水中汞的去除方法主要有化学沉淀法、阳离子交换法、活性炭吸附法以及光催化还原作用等。对低浓度含汞废水,这些方法或多或少都存在着反应速率慢、成本能耗高、去除率低、化学试剂用量大等缺陷。沸石是一种天然的硅铝酸盐矿物,储量丰富,开采和加工成本低,具有较大的比表面积,较强的离子交换能力和吸附能力,能够有效去除土壤、水体和大气中的汞污染,因而成为国内外污染治理研究的热点。天然沸石对低浓度含汞废水去除效果并不理想,为提高其去除效果,本研究拟采用阳离子表面活性剂CPB(溴代十六烷基吡啶)对斜发沸石进行改性,提高其处理能力。通过研究天然沸石和CPB改性沸石对废水中Hg2+的静态、动态吸附解吸过程,以及改性前后材料的结构变化和沸石吸附Hg2+机制,以期为提高沸石对Hg2+的吸附能力提供科学依据。试验主要研究结果如下：(1)CPB改性对沸石的结构和表面性质均有较大影响,改性后提高了沸石对Hg2+的吸附容量。LSD差异性比较发现,CPB改性沸石对Hg2+的吸附能力较试验中选用其他改性方法有极显著提高(p<0.01)。天然沸石CPB改性的最佳条件为：活化温度：550℃,活化时间：2h, CPB试剂量：80g/kg沸石,接触时间：48h。CPB改性后,天然沸石有机碳含量从4.73g/kg提高到36.69g/kg,阳离子交换量从19.12cmol(+)/kg提高到80.70cmol(+)/kg,表面Zeta电位由-30.27mv变为-7.80mv。天然沸石吸附Hg2+后表面Zeta电位基本无变化,CPB改性沸石吸附Hg2+后,Zeta电位由负变正,电位变化明显,说明有较多的Hg2+结合到CPB改性沸石表面。(2) Langmuir方程较好地描述了两种沸石对Hg2+的吸附过程,相同条件下,CPB改性沸石对Hg2+的吸附较天然沸石更容易,且吸附容量更大。试验条件下,CPB改性沸石对Hg2+的吸附率从67.5%提高到98.9%,理论吸附容量从0.521mg/g提高到3.07mg/g。由沸石吸附Hg2+动力学拟合结果知,两种沸石对Hg2+的吸附均满足假二级动力学方程,且Elovich方程拟合达显著水平。研究发现,化学吸附是两种沸石吸附Hg2+的重要限速步骤,且离子交换在吸附过程中发挥重要作用。动力学边界模型拟合发现,液膜扩散是两种沸石吸附Hg2+的主要限速步骤。(3)CPB改性沸石对溶液pH和温度的变化较天然沸石更稳定,不同温度和pH条件下,CPB改性沸石对Hg2+吸附率均保持在98%以上,而天然沸石对Hg2+吸附率随温度和pH变化更明显。水中常见重金属离子和阴离子与Hg2+共存条件下,CPB改性沸石对Hg2+的吸附几乎无变化,Cl-的存在对天然沸石吸附Hg2+有较强抑制作用。两种沸石对Hg2+专性吸附能力相差不大,但CPB改性沸石的静电吸附(离子交换吸附)能力远大于天然沸石。动力学拟合、D-R方程拟合和热力学研究综合表明：两种沸石对Hg2+的吸附既存在化学吸附,又存在物理吸附,两种沸石对Hg2+的吸附吉布斯自由能变(△G0)、焓变(△H0)、熵变(△S0)均小于0,反应为自发放热反应,低温有利于吸附进行。(4)不同解吸剂对天然沸石的解吸能力顺序为：去离子水>NaNO3>HNO3>Na2S,对CPB改性沸石的解吸能力顺序为：NaNO3>HNO3>去离子水>Na2S,但在再生试验中CPB改性沸石+Na2S处理和天然沸石+HN03处理在8种解吸处理中效果最好,两者间无显著性差异,且较其他处理有极显著性差异(p<0.01)。沸石对Hg2+的解吸量随解吸前吸附量的增加而增加,CPB改性沸石对Hg2+吸附量与解吸量关系较好地符合乘幂方程和多项式方程,对一定范围内,已知吸附量预测解吸量有意义。(5)动态吸附试验表明,不同填料柱高度、不同流速和不同初始浓度下,CPB改性沸石动态吸附Hg2+的穿透时间和饱和时间均较天然沸石更长,吸附性能也更好。Thomas模型和Yoon-Nelson模型能更好地描述天然沸石对Hg2+的动态吸附。以Na2S作为脱附液,天然沸石的重复利用性不佳,而CPB改性沸石的重复利用性较好,重复使用3次的CPB改性沸石对Hg2+的吸附性能仍较稳定。(6)XRD、FT-IR、SEM分析表明,天然沸石经CPB分子改性后,其晶形结构、分子基团以及分子表面结构均有变化,改性前后材料吸附Hg2+后沸石的晶形结构、分子基团结构以及分子表面结构变化较小。