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环境中尤其是水体中的痕量汞可以通过生物富集、生物放大和生物甲基化作用,发生形态转化,生成有机汞化合物,浓度和毒性增长数千倍,并具有的强烈的神经毒性和遗传毒性。因此,去除水中微量甚至痕量的汞是一个刻不容缓的环境问题。目前,去除水中重金属离子的方法很多,其中吸附法具有操作简单、效果好等特点,是处理水中重金属的一种最常用方法。但是,由于常规吸附剂对汞的吸附效率低、吸附容量小、缺乏选择性,并且难以回收再利用,使得有效去除水中微量汞仍然是水处理过程所需要解决的一个难题。因此,研究开发具有高选择性、高吸附容量,并且可回收再生的新型吸附材料是水中汞污染控制领域的一个热点。本文合成制备了一系列新型碳纳米复合材料,采用了震动样品磁强计(VSM),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)等仪器对材料进行了表征,较详细研究了新型纳米复合材料对水中重金属汞的吸附富集行为,并对其吸附机理进行了初步探讨。主要内容和结果如下：(1)研究了不同活化改性方法处理的碳纳米管对水中汞离子的吸附特性,考察了pH、吸附时间、络合剂浓度、温度、共存离子等条件的影响。结果显示硝酸活化以及硝酸和硫酸混酸处理的的碳纳米管吸附效率最佳。利用硝酸活化的碳纳米管做为固相萃取材料,APDC为络合剂,建立了水中痕量汞固相萃取新方法。(2)采用将ZnO、ZnS、ZnFe2O4、 Ag、Pd、Se等不同金属和化合物在碳纳米管上进行负载的方法,制备了系列新型修饰碳纳米管材料,评价了对水中汞的吸附性能,考察了吸附条件。发现负载银、钯、硒粒子可以大大提高活化碳纳米管对汞离子的吸附能力和选择性。(3)为解决吸附材料在吸附之后难以回收的问题,采用化学共沉淀法制备了磁性碳纳米管材料。研究了其对水中汞的吸附行为和机理。(4)制备了负载银、钯、硒粒子的磁性碳纳米管复合材料材料,组合了所负载元素对汞的强亲和能力、碳纳米管材料的多孔骨架和优良吸附能力以及具有磁性的特点,使制备的新型复合材料在处理水中汞方面具有高选择性、高吸附容量、磁性分离并且可以回收再生的显著特点。(5)通过VSM、SEM、EDS、TEM和XRD等仪器表征手段,结合热力学、动力学模拟和计算,对新型材料吸附水中汞离子的吸附机理进行了初步探讨。