作为经济迅速发展的副产物,“工业三废”对人体和动植物的影响一直是阻碍环境治理的最大障碍。近年来,随着工业化进程的加快,大量的固液体废弃物被产生。其中最常见的有固体废弃物油页岩半焦和液体有机废水。油页岩半焦(SC)是黏土矿物油页岩被干馏后产生的一种固体废弃物。因其产量大、有效利用率低,使得大量的油页岩半焦露天堆积,这不仅浪费了资源而且破坏了环境。液体有机废水是工业生产的残余有机物溶于水形成的液体污染物。因其多数具有毒性且不易降解,这使得该类废水被排放后常常会威胁到水生动植物的生存,甚至破坏生态平衡。本研究中,通过化学与物理方法对固体废弃物油页岩半焦进行改性,得到一系列可去除有机废水的功能材料。通过X射线衍射(XRD)、扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM)、傅里叶红外光谱(FTIR)、氮气吸-脱附等温线等手段对改性前后的样品进行表征,并探究其形成与吸附机理。主要研究成果如下:(1)以油页岩半焦为前驱体,通过酸碱活化法制备了一种可同时吸附阳离子染料和抗生素的吸附剂AASC。采用X射线衍射、X射线荧光、N₂吸附-脱附等温线、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析了AASC的形成机理。同时,以亚甲蓝(MB)、甲基紫(MV)、孔雀绿(MG)和四环素(TC)为模型污染物测评了AASC的吸附性能并探索了吸附机理。结果表明,AASC对四种污染物具有优异的吸附性能(MB为167.75 mg/g,MV为151.65 mg/g,MG为1783.15 mg/g,TC为131.61mg/g)。Langmuir等温模型表明四种污染物的吸附都是发生在均质表面的单层吸附。FTIR光谱和Zeta电位揭示了其吸附主要是通过静电引力、π-π相互作用和H-键作用来实现。对MG的循环稳定性测试表明AASC是一种很有潜力的阳离子有机污染物吸附剂。(2)充分利用了油页岩半焦的丰富组分,采用双碱活化法制备了一种对阴离子和阳离子染料具有双重吸附能力的新型吸附剂PSSC,并分析了其形成及吸附机理。孔结构分析表明,PSSC的比表面积大大增加(从SC的7.47 m~2/g增加到PSSC的1353.99m~2/g),并且SC中的大部分有机物与无机物反应生成了碳化硅。吸附实验表明PSSC对MB和CR具有优异的吸附性能,分别达到974.66 mg/g和562.41 mg/g,这远远超过了SC对两种染料的吸附量(MB为102.69 mg/g和CR为47.86 mg/g)。最后,利用FTIR光谱和Zeta电位分析探索了吸附机理。此外,由于温度对两种染料吸附过程的影响有明显差异,因此引入位点能量分布理论和统计物理模型并将其相互结合,进一步揭示了吸附本质。结果表明,升高的接触温度降低了吸附CR的能垒,从而激活了更多有利于吸附CR的位点。然而,它对MB的吸附影响不大,主要是因为温度使可用于吸附MB分子的一些吸附位点的捕获能力受损。(3)通过引入掺杂原子Fe(Ⅲ)的一步水热法制备了一种可用于吸附阴离子染料的高效吸附剂AFSC,其对CR的吸附量达到793.62mg/g。研究了该吸附剂的微观结构、化学组成和吸附性能,并对以合成该吸附剂的反应条件参数进行了优化。结果表明,AFSC主要由石英和草酸铁矿组成,且其比表面积明显提高,表面负电荷降低,这为提高吸附剂的吸附性能提供了必要条件。利用FTIR吸收光谱、Zeta电位及热力学计算探索了吸附机理,并引入位点能量分布(SED)理论分析了吸附量明显提高的原因。结果表明AFSC的表面产生了更多的高能吸附位点,这使得AFSC对CR的吸附量更高。最后通过对吸附完成后的AFSC煅烧处理,测试了其吸附循环稳定性,结果表明该吸附剂具有稳定的吸附循环稳定性。