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在当今社会的水污染问题中,重金属污染始终处于突出位置。重金属难以被降解转化,其污染具有累积性、不可逆性等特征。铅(Pb)和镉(Cd)作为两种常见的重金属,具有较大的生物毒性。得益于纳米技术的发展,在水中重金属的去除研究中,纳米材料吸附法得到了越来越多的关注。金属有机框架(MOF)材料是一种前沿纳米材料,具有孔隙结构发达、比表面积大、结构可调控度高等特点,在吸附领域有独特的研究价值。本研究制备了MIL-100(Fe)和Fe-BTC两种铁基MOF材料,分别从微量级和痕量级污染物浓度两个方面考察了其对于Pb和Cd的吸附去除效果,用多种理论模型对吸附过程进行了评价,并深入探讨了吸附机理。研究发现不同浓度量级下两种MOF材料对Pb的去除效果均远好于Cd。在微量级浓度的吸附体系中,Fe-BTC比MIL-100(Fe)在不同p H下普遍对Pb和Cd有更好的去除效果,但具备更发达孔隙结构的MIL-100(Fe)比Fe-BTC有着更快的吸附速率;在痕量级浓度的吸附体系中,MIL-100(Fe)的吸附去除效果更好。研究认为准二级动力学模型和Weber-Morris颗粒内扩散模型能较好地描述吸附动力学过程。同时,等温吸附实验中观察到了多层吸附现象。采用Langmuir-Freundlich模型和Freundlich-BET模型可对吸附等温线进行很好地拟合。D-R模型从吸附势能的角度指出了化学吸附的主导作用。热力学分析表明,吸附过程为吸热、熵增的过程,且在不同温度下均为自发进行。痕量级浓度的吸附实验中研究了背景成分对吸附去除率的影响,发现水中的硬度(Ca2+、Mg2+)降低了材料对Pb和Cd的去除率,而碱度的增大则提高了去除率。另外,腐植酸对Pb的去除率有显著的负面影响,而对Cd的去除率影响不大。研究分析表明离子交换和静电作用是两种MOF材料吸附Pb和Cd的主要机理。研究认为两种MOF材料对Pb和Cd的吸附是化学吸附和物理吸附的共同作用,并提出了用Stern双电层理论、BDM理论、内外层络合模型对多层吸附现象作出合理解释。同时,本研究还认为导致Cd去除率明显不如Pb的原因包括镉盐溶解度更小、镉离子水合能更大和镉离子的离子交换能力更弱等。本论文补充和完善了MOF材料吸附去除重金属的研究领域,并可为其他相关研究提供理论参考。