透水混凝土是由级配合理的粗集料和水泥浆组成的一种混凝土材料，存在大量相互连接的孔隙，可使雨水快速渗入地下，有效缓解了城市内涝问题。然而现代文明的工业生产使得大量废气废水随着自然界的物质循环进入大气流动，以致雨水相比于工业革命前已经含有大量的污染物。如果这些含有大量的污染物质的雨水通过透水混凝土后渗入地下，便会使得Hg² ，Ni² 、Pb² 、Mg² 、Fe³ 等重金属离子在地下水中的浓度显著上升。伴随着物质循环过程，这些重金属离子将会最终富集于人体内和野生动物体内，造成蛋白质解构或者形成其他有毒物质，最终危害人类和野生动物的生命健康。

所以增强透水混凝土的吸附能力势在必行。而想要有效提高透水混凝土的吸附能力，最重要的是寻找一种吸附性能强的胶凝材料来代替水泥制备透水混凝土，以获得吸附性能优异的透水混凝土。

地聚合物是含硅、铝的原料，在碱性激发剂的作用下，通过类似地质聚合作用形成的一类胶凝材料。地聚合物涵盖所有采用天然矿物或具有水硬活性的固体废弃物，以硅氧/铝氧四面体聚合而成，是兼具有非晶态和准晶态特征的网络三维胶凝体，化学成分接近沸石。地聚合物的生产能耗低，仅为水泥生产能耗的 30% ，在采用活性的固体废弃物条件下，其能耗可降为水泥生产能耗的 10%。与普通硅酸盐水泥相比 ,地聚合物水泥具有高强 、早强、耐酸碱 、低渗透 、低收缩、低膨胀 、耐久性好等物理特性, 这使得其有可能在多种情况下替代硅酸盐水泥，应用前景十分广阔。除此之外，地聚合物特殊的结构，即硅氧四面体和铝氧四面体相互结合形成的具有类沸石形态的空间三维网状结构又使其具有良好的吸附性，对水中的重金属离子（如Pb² 离子）和其它种类的污染物有较强的吸附能力，起到净化水质的作用。

壳聚糖是甲壳素脱乙酰度＞55%之后的产物, 是自然界唯一大量存在碱性基团的多糖， 是一种来源广泛的，本身具有絮凝/吸附功能的天然高分子聚合物。它生物相容性较好、生产工艺简单、无污染，安全无毒易降解。壳聚糖的分子链上大量的氨基、羟基等功能基团, 可与许多过渡金属元素离子螯合，使壳聚糖可借氢键或盐键形成具有类似网状结构的笼形分子，可应用于在含铅离子废水处理等方面。虽然壳聚糖吸附效果较为可观，但是目前其应用范围较为有限，应用于地聚合物的吸附研究目前并不多。

本课题对不同材料组成的壳聚糖改性地聚合物进行研究，并利用吸附等温式、动力学公式、热力学公式等揭示了壳聚糖改性地聚合物吸附重金属离子的吸附方式及过程。本文的研究能进一步深化对地聚合物材料作为吸附剂的认识，并拓宽壳聚糖的应用领域。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：以偏高岭土为原料，壳聚糖为客体材料，制备不同成分组成的壳聚糖改性偏高岭土地聚合物材料；

吸附研究：用不同配比的壳聚糖改性偏高岭土基地聚合物对Pb² 进行吸附并探究其吸附模型。

材料表征：通过能谱分析观测经吸附过后的地聚合物表面Pb² 分布情况。

2.2 研究目标