絮凝剂法处理污水是目前解决污水问题的主要途径之一,也是绿色化学研究的重点。与传统污水处理方法相比,絮凝剂技术具有高效、环保、节能、易操作等优点,是目前污水处理领域的研究热点。天然有机高分子絮凝剂因为廉价、无二次污染、环境友好、选择性多和可再生等优点受到青睐,目前常见及文献报道的天然有机高分子絮凝剂主要有壳聚糖基、纤维素基、淀粉基等絮凝剂。海藻酸钠是一种天然高聚物,具有可再生、资源丰富、环保的优点。海藻酸钠分子链上含有丰富的羧基和羟基官能团,容易改性,是一种较为理想的水处理絮凝剂。但是目前对海藻酸钠絮凝剂的研究报道不多、理论不够深入。本论文用不同方法对海藻酸钠进行改性,制备了四种新型的改性海藻酸钠絮凝剂,利用红外光谱、¹H核磁共振、可见-紫外光谱、光电子能谱、元素分析、热重分析、Zeta电位测试、扫描电镜等方法对产物进行表征,研究了絮凝剂对废水中重金属离子、有机物污染物及带电颗粒污染物的絮凝性能,考察了废水溶液的pH、污染物初始浓度、絮凝剂用量等因素对絮凝效果的影响,探讨了絮凝剂对不同污染物的絮凝机理、吸附等温式及絮凝动力学。具体研究工作如下:（1）以海藻酸钠（SA）为基材,用十二胺（DC）对海藻酸钠进行疏水改性,成功制备一系列具有不同DC含量的新型海藻酸钠纳米絮凝剂SADC。絮凝剂SADC可在水溶液中形成内核为疏水基团,外壳为亲水基团的两亲性纳米结构颗粒。该絮凝剂对废水中铅离子Pb²⁺、双酚A（BPA）的去除率分别达到97.20%和88.60%,显示出优良的絮凝能力;研究还发现:废水的pH和污染物初始浓度越高,SADC对污染物的去除率越高。对于Pb²⁺的絮凝机理为SADC中的-COO^-和-OH与Pb²⁺的螯合作用,吸附等温线可用Langmuir等温模型方程描述;而SADC对BPA的絮凝机理为纳米絮凝剂对BPA的增溶作用,吸附等温线可用Freundlich等温模型方程描述。SADC对重金属Pb²⁺和BPA絮凝动力学符合准二级动力学模型。新型的纳米絮凝剂可同时去除废水溶液中的重金属离子和有机污染物,无二次污染,环境友好,为去除废水中的重金属离子和有机污染物提供了一个有潜力的解决方法,可能会成为一种具有很好环境效益的绿色环保型污水处理剂。（2）以海藻酸钠为基材,以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵（CTA）为改性试剂,采用一步合成方法对海藻酸钠进行改性,在侧链上引入阳离子基团-N⁺（CH₃）₃,成功制备一系列同时具有阳离子基团和阴离子基团的两性离子海藻酸钠絮凝剂SA-CTA。絮凝剂对废水中重金属阳离子Pb²⁺、Cd²⁺有良好的絮凝性能;对混合金属离子的絮凝选择性为Hg²⁺>Pb²⁺>Cu²⁺>Zn²⁺,絮凝机理为羧酸基团-COO^-、羟基基团-OH与重金属离子的螯合作用。废水溶液pH降低时,絮凝性能也减弱。絮凝剂SA-CTA同时还对废水中带负电荷的颗粒有优良的去除能力,在助凝剂CaCl₂的作用下,对废水中腐殖酸（HA）及高岭土的去除率分别超过95%和99%,且不受溶液pH影响,絮凝机理为电中和作用和网捕卷扫作用。SA-CTA对重金属、腐殖酸和高岭土的吸附等温线都可用Langmuir等温吸附模型描述,絮凝动力学符合准二级动力学模型。新型的两性絮凝剂制备原料易得,合成方法简单简单,可同时去除废水溶液中的阳离子和阴离子污染物,无二次污染,并且后处理简单。絮凝剂的两性特性大大扩展了其在废水处理领域的应用范围,可能会成为一种较有潜力的绿色环保型污水处理剂。（3）以海藻酸钠为基材,以三乙烯四胺（TETA）和二硫化碳（CS₂）为改性试剂,采用三步合成方法,对海藻酸钠进行改性,在分子链上引入氨基和二硫代羧基,成功制备一系列具有不同二硫代羧基（-C（=S）-S-）含量的新型海藻酸钠螯合絮凝剂SA-TETA-S。絮凝剂SA-TETA-S对重金属离子Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、Hg²⁺的去除率分别达到93.33%、96.21%、86.40%、60.88%、58.11%。对混合金属离子絮凝剂中离子的选择性优先顺序为Hg²⁺>Pb²⁺>Cu²⁺>Cd²⁺>Zn²⁺。溶液pH越低,絮凝性能也越低;而重金属初始浓度越高,絮凝性能越好。絮凝机理为O、N、S元素与重金属离子的螯合作用、电中和作用以及网捕卷扫作用。絮凝剂对金属离子絮凝的吸附等温线可以用Langmuir等温吸附模型描述,絮凝动力学符合准二级动力学模型。新型的螯合絮凝剂可高效的去除废水溶液中的重金属离子污染物,环境友好,无二次污染,并且后处理简单,为去除废水中的重金属提供了一个有潜力的新方法。（4）以海藻酸钠为基材,利用氨基硫脲（TSC）为改性试剂,以1-乙基-（3-二甲基氨基丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDC·HCl）和N-羟基丁二酰亚胺（NHS）为催化剂,对海藻酸钠进行改性,在分子链上引入氨基和硫脲基团,成功制备一系列具有不同硫脲基团含量的新型海藻酸钠螯合絮凝剂SA-TSC。絮凝剂SA-TSC对重金属Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺离子的饱和吸附容量分别达到684.9 mg/g、245.1 mg/g、168.0 mg/g。对混合金属离子絮凝剂中离子的选择优先顺序为Pb²⁺>Cd²⁺>Cu²⁺。当pH从2增加到7时,重金属离子去除率也同时在增加。随着重金属离子废水初始浓度逐渐增加,Pb²⁺,Cd²⁺和Cu²⁺三种重金属离子去除率及絮凝剂吸附容量也随着增加。对重金属离子的絮凝机理为-COO^-基团、-胺基（-NH-）和二硫代羧基（-C（=S）-S-）基团里的S、N、O元素与重金属离子的螯合作用。对金属离子絮凝的吸附等温线可以用Langmuir等温吸附模型描述,絮凝动力学符合准二级动力学模型。新型的螯合絮凝剂制备原料易得,合成方法简单,适宜于工业化生产,可高效的去除废水溶液中的重金属离子污染物,环境友好,无二次污染,为处理含重金属离子废水提供了一种绿色环保的新方法。本工作目的是通过改性海藻酸钠絮凝剂的合成及其性能研究,探究新型海藻酸钠絮凝剂的制备条件及其应用范围,揭示絮凝剂对于不同污染物的絮凝机理,为开发新型海藻酸钠基污水处理剂及其应用提供一定的理论和实践参考。