中文摘要：

采用吸附法处理多环芳烃和重金属离子时，发现吸附机理与不同的弱相互作用有关，如何系统考察吸附树脂和多环芳烃、重金属离子之间的弱相互作用并对其定量化描述值得研究。利用化学修饰手段，合成具有不同表面官能团的吸附树脂并对其进行物理化学性质表征。以多环芳烃和重金属离子形成的复合污染水体为研究对象，采用静态试验的方法，研究溶液pH值、吸附树脂比表面积（或孔体积）、表面化学性质、污染物浓度、污染物Kow值和分子尺寸等因素对吸附行为的影响，计算吸附势、吸附热力学参数（吸附焓变、吸附熵变、吸附自由能变），联合吸附前后吸附树脂的红外光谱图、孔径分布图、核磁共振谱图的变化，系统研究吸附树脂与多环芳烃、重金属离子之间的弱相互作用。借鉴线性溶剂化能相关（LSER)的方法，尝试利用数学模型定量化描述吸附树脂与多环芳烃、重金属离子之间的弱相互作用，为研发处理复合污染水体的高性能及高选择性的吸附树脂提供理论依据。

结论摘要：

采用树脂吸附法处理多环芳烃和重金属离子的复合污染水体，研究吸附树脂和多环芳烃、重金属离子之间的弱相互作用并对其定量化描述。利用傅克烷基化反应，合成了具有不同表面官能团的吸附树脂NDA-150、XD-4、PS-SA和PS-DETA并对其进行物理化学性质表征。以多环芳烃类物质萘、水杨酸、苯酚、苯胺、苯甲酸、2-萘酚和1-萘胺与铜离子和铅离子形成的复合污染水体为研究对象，采用静态试验的方法，研究了吸附树脂比表面积（或孔体积）、表面化学性质、污染物浓度、吸附温度等因素对吸附行为的影响，计算吸附焓变、吸附熵变、吸附自由能变等吸附热力学参数。结果表明水杨酸、苯酚、苯胺、苯甲酸、2-萘酚和1-萘胺在NDA-150上的吸附数据均符合Langmuir方程，萘符合Freundlich方程。7种芳香族合物在XAD-4上的吸附数据，均符合Freundlich方程。吸附热力学研究结果表明，化合物在两种树脂上的吸附是物理吸附，是自发的，放热的，由焓推动的过程。铜离子、铅离子和锌离子在PS-SA和PS-DETA上的等温吸附数据均符合Langmuir方程，静态动力学吸附行为均符合拟二级动力学模型。NDA150和XAD-4对2-萘酚和1-萘胺、2-萘酚和水杨酸双组分竞争吸附符合LCA修正模型。铅离子和铜离子增加了NDA-150和PS-SA树脂对1-萘胺和水杨酸的吸附能力。金属离子浓度大于0.1mmol/L时，随着重金属离子浓度越大，促进作用减弱。利用定量结构-性质关系（QSPR)的方法，建立了数学模型定量化描述吸附树脂与多环芳烃、重金属离子之间的弱相互作用，为研发处理复合污染水体的高性能及高选择性的吸附树脂提供理论依据。本项目完成了任务书中规定的研究内容，达到了预期研究目标。该项目的研究工作内容共发表了5篇研究论文，投稿了2篇论文。项目完成过程中培养了2名研究生。