现代化学工业的飞速发展给人类社会带来了良好的物质条件,但也给自然环境带来了巨大压力。其中,水体污染是长期困扰人类的问题之一,其主要原因是工业污水的不达标排放。合成染料和重金属离子是工业废水中的典型污染物,这两种物质具有难降解、易富集等特性,进入到食物链后会对各种动物、植物及人类健康造成巨大的危害。采用不同方法去除水体中包含合成染料和重金属在内的各种污染物,已成为水处理领域最重要的研究课题之一。现有的工业废水处理方法中,吸附法具有污染物去除率高、成本低、操作简单、不易产生二次污染等特点,已被广泛应用到含染料或重金属离子工业废水的处理中。近年来,利用可再生生物质资源制备高效吸附材料去除水体中的染料和重金属离子逐渐成为该领域的重要发展方向。明胶作为一种材料来源广泛、廉价、环境友好的吸附剂,受到科研人员的广泛关注。然而,利用明胶制备的吸附剂往往机械强度不够理想、吸附容量及吸附效率有待提高。本文以明胶和两性聚乙烯胺(PVAm)为主要原材料,设计制备了新型两性水凝胶和两性凝胶珠,分别用于去除水体中的染料和重金属离子。以明胶和两性聚乙烯胺为原材料,以谷氨酰胺转氨酶为交联剂,制备了酶交联明胶/两性聚乙烯胺水凝胶(G@PVAm-TGH)。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、和Zeta电位仪、扫描电镜(SEM)等其结构、性能等进行了表征,结果表明明胶分子与PVAm分子形成了缠绕网络结构,G@PVAm-TGH的热稳定性高于明胶,其等电点提高至6.64,p H 2时的水中溶胀率为22.87%。吸附实验结果表明,p H 4时G@PVAm-TGH对染料酸性品红具有最大吸附容量(584.62 mg/g),吸附过程符合Langmuir吸附等温线模型和准二级动力学模型,表明该过程为发生在G@PVAm-TGH表面的单分子层上的化学吸附,G@PVAm-TGH的质子化氨基与染料阴离子间的静电作用是吸附过程的主要驱动力。为进一步提高明胶-两性聚乙烯胺复合吸附材料的吸附性能,以液体石蜡为溶剂,以Span-80为乳化剂,以戊二醛为交联剂,采用反相乳液法制备了明胶/两性聚乙烯胺凝胶珠(G@PVAm-GGB),用于吸附水中的Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅵ)。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、扫描电镜(SEM)、电镜能谱(EDS)等对G@PVAm-GGB的结构与性能进行表征。吸附实验结果表明,G@PVAm-GGB吸附铜离子和六价铬离子的最佳p H分别为6和2,最大吸附容量分别为21.44 mg/g和18.41 mg/g。吸附热力学研究表明,G@PVAm-GGB对Cu(Ⅱ)的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,对Cr(Ⅵ)的吸附符合Freundlich吸附等温线模型;两种离子的吸附动力学过程均可使用准二级动力学模型描述。实验结果表明,G@PVAm-GGB主要通过凝胶珠上的氨基与铜离子间的配位作用将其去除,而其对六价铬的吸附属于多层物理吸附。