染料工业废水可阻碍光线的传播,降低光合作用,抑制生物生长,对水生生物产生毒性,影响水生生物的多样性。因此,染料废水的再生处理和循环利用对人类健康和生态环境的保护具有重要意义。由于很多染料结构性能稳定,大多数传统的水处理方法例如光降解、氧化降解和生物降解都难以将其完全去除,而且上述方法大部分运行费用较高。吸附法过程简单,能有效去除废水中的污染物,其中吸附剂的性能在一定程度上决定着对污染物的去除效果。本文以资源丰富、廉价易得的埃洛石纳米管为原料,通过不同的方法对其进行改性,大大提高了其分散性和吸附选择性,同时考察了材料的解吸和再生条件,开发廉价、高效、可循环使用的新型吸附剂。主要研究内容和结论如下:(1)用酸活化、纯化处理天然埃洛石纳米管,采用场发射扫描电镜(FESEM),傅里叶红外(FT-IR),X射线衍射仪(XRD)等手段对处理材料的表观形貌、官能团和结构进行表征。结果显示,埃洛石纳米管具有两端开口的中空管状结构,较高的比表面积和长径比,这些优势为改性提供了有利的条件。通过埃洛石纳米管对阳离子染料、阴离子染料及非离子染料的吸附性能,研究其吸附选择性,发现在中性条件下,活化后的埃洛石纳米管对阳离子染料具有较好的吸附性能,而对阴离子染料和非离子染料的吸附性能较差。(2)为了改善埃洛石纳米管的分散性,提高其吸附性能,利用氨丙基三乙氧基硅烷修饰埃洛石纳米管,合成了氨基改性埃洛石纳米管(NH2-HNTs)复合材料,对其进行FESEM、FT-IR、XRD、N2吸附-脱附等表征。通过吸附选择性研究,确定阳离子染料孔雀石绿为研究对象,考察了溶液初始pH值、温度、吸附时间、初始浓度、吸附剂加入量等因素对孔雀石绿吸附的影响,并对吸附后的材料进行解析和重复利用研究。结果表明,在pH=4~10范围内,材料对孔雀石绿有较好的吸附性能,且吸附量随着温度、初始浓度和吸附剂加入量的增加而增大;在最佳条件下,材料可有效吸附水中浓度低至0.01 mg/L的孔雀石绿,最大吸附量48.4 mg/g,比改性前提高了101.7%。改性材料经过四次吸附-洗脱循环,对孔雀石绿的去除率仍在90%以上,具有良好的再生稳定性。分析吸附过程动力学,符合准二级动力学模型,热力学分析符合Langmuir吸附等温模型。将该吸附剂用于生活污水等5种不同类型的水样,孔雀石绿的去除率在97.1–99.0%之间。(3)利用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对埃洛石纳米管进行改性,制备了表面活性剂改性埃洛石纳米管(HDTMA-HNTs)的有机-无机复合材料,对其进行FT-IR、TG、N2吸附-脱附表征。将改性材料用于不同类型的染料水溶液,发现其对非离子染料具有良好的选择性吸附性能。以染料废水中难以去除的非离子染料分散红玉为代表,分别考察了溶液初始pH、温度、吸附时间、初始浓度、吸附剂加入量等因素对分散红玉的吸附性能影响。结果表明,在303K条件下,材料对分散红玉的吸附高达130.0mg/g。对吸附过程进行动力学和热力学分析,符合Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型。将材料应用于实际工业废水水样中分散红玉的去除,效果良好。