N杂化纳孔材料对水中典型重金属与有机酸复合污染物的共去除机制及微界面效应

优选常见二价重金属（HM）与有机酸（OA）复合污染物（MP）为研究对象，系统阐明多系列N杂化纳孔材料（NM-N）对MP的共去除机制、HM/OA预吸附响应机制、环境因素/操控参数影响机制，深入分析吸附容量、热力学性质、动力学过程、选择性因子、固定床一体式净化规律；并通过改进数理模型描述交互作用过程及协同去除规律，阐明固液微界面（MS）交互作用机制及MP共去除机制，采用多种手段对比吸附和再生前后材料的精细结构变化，从原子、分子微观水平探明共去除过程固相微环境的演变及MS金属络合层的形态，模拟MS-HM（-OA）、MS-OA-HM的结合构型，建立NM-N结构与MP协同吸附性能之间的构效关系，为新型NM-N的设计开发提供理论指导，为MP的协同去除提供技术支撑。

本课题通过多种方法合成了系列氨基噻唑类、丙烯酸多胺类及氨基乙酸类N杂化螯合树脂，并系统地研究了其对水体中典型重金属和有机复合污染物的共吸附行为。结果表明自合成树脂对重金属和酚类、染料类、抗生素类及羧酸类有机物具有协同共吸附特性。复合污染物的吸附速率、吸附量及交互影响与树脂理化结构、污染物性质及环境因素紧密相关。利用UV-vis、Zeta电位、FTIR和XPS等分析得出重金属和有机物与树脂的结合形式及固液相络合、桥联构型，并针对不同N杂化树脂具体阐明共吸附过程机理。固定床研究表明通过控制适宜的条件可以实现共存重金属离子和有机物的同步高效去除和分步资源回收，为重金属与有机物一体式净化实际应用提供指导。