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随着现代经济快速发展,重金属离子所引起的水污染已成为威胁人类健康的最主要因素。因此,对水环境中痕量重金属离子进行准确监测并有效去除十分迫切。薄膜扩散梯度（DGT）技术可以对水溶液中痕量重金属离子进行富集并有效监测。其中,固定相是用来富集待测重金属离子的关键组成部分。本论文旨在研发新型的吸附材料,探索其对水溶液中重金属离子的移除能力。进一步,将其作为DGT器件中的固定相研究对重金属离子的痕量监测性能。具体如下:（1）由于沸石咪唑酯框架（ZIF-8）材料具有高的比表面积、高孔隙率、结构稳定等优点。因此,ZIF-8在去除水环境中的重金属离子、有机污染物方面具有很好的潜力。本文中利用简单的溶液法,在常温下合成制备ZIF-8纳米晶体,并利用ZIF-8作为吸附剂研究其对Cr（VI）、methyl orange（MO）以及苯酚（phenol）的选择性吸附性能。常温下,在pH=7时,其平衡吸附量分别为0.40、0.23和0.09 mmol·g-1,对Cr（VI）表现出选择性吸附。吸附过程符合准二阶动力学模型和Langmuir等温吸附模型。其中对Cr（VI）的选择性吸附的原因是由于静电引力作用和尺寸选择性作用。（2）传统的DGT技术中的结合相一般是通过在水凝胶中加入吸附剂粉末制备得到。然而,有些吸附剂粉末成胶效果较差,这极大的限制了DGT技术的应用和推广。本论文直接采用MnOOH薄膜作为DGT固定相,研究DGT器件对重金属离子的富集和监测性能。MnOOH薄膜采用水热法制备得到,由10-20μm长20-50nm宽的MnOOH纤维组成。通过研究其对水溶液中重金属离子As（V）和Cu（II）的吸附性能,发现对As（V）和Cu（II）的平衡吸附量在pH=5时能够分别达到76mg·g-1,107mg·g-1。吸附动力学过程符合准二阶动力学模型。同时MnOOH在吸附As（V）和Cu（II）的过程中既有静电吸附又有氧化还原反应的作用。将MnOOH薄膜作为DGT技术中的新型结合相,对水溶液中痕量的As（V）和Cu（II）进行富集和测量。结果表明,MnOOH-DGT对As（V）和Cu（II）都有很好的富集效果,尤其在低浓度（20ppb）时,对As（V）具有选择性富集和监测效果。原位场地实验表明,MnOOH-DGT对校园内易海中的As具有准确的监测性能。（3）微纳结构的氧化物具有成本低、结构稳定、吸附效率高等特点,因此在水污染处理方面有很大的应用前景。本文中通过水热合成和煅烧后处理得到MgO粉末。利用微纳结构的MgO对水环境中的氟离子进行吸附性能的研究。结果表明,吸附剂MgO对氟离子的吸附量很大。其吸附动力学过程符合准二阶动力学模型,吸附等温线过程满足Langmuir等温吸附模型。考察了不同的pH值和不同的离子强度对MgO吸附氟离子的影响。研究表明,MgO对氟离子具有很好的吸附性能。在pH=3时其吸附量能够达到130mg·g-1,而且在pH=38范围内均有很好的吸附效果。溶液中的NO3-对MgO吸附氟离子的影响最大。吸附机制分析得知MgO对氟离子的吸附是通过吸附剂表面OH-与水环境中的氟离子进行交换实现的。