土壤及地下水中重金属污染问题愈发严重,其中Cd对人体产生的损害巨大,具有相当的隐蔽性。在面对越来越严重的土壤及地下水Cd污染的问题时,如何采取适当的治理措施己经成为当务之急。为解决上述问题,本文以土壤中典型铁矿和粘土矿物,即针铁矿、蒙脱石,连同针蒙混合物以及非晶质氧化铁与蒙脱石复合物为研究对象,利用FTIR、XRD、SEM及BET比表面积等手段观察分析了其表面特征,对其进行了吸附水溶液中Cd(Ⅱ)的动力学和热力学试验并分析了试验结果,探讨了不同水化学条件对吸附水溶液中Cd的影响,初步探索了针铁矿、蒙脱石、针蒙混合物及非晶质氧化铁与蒙脱石复合物对Cd的吸附特征及影响因素。表征分析表明:制备的针铁矿、提纯的蒙脱石及制备的非晶质氧化铁-蒙脱石复合物,通过XRD图谱确定为目标产物;通过FTIR明确了各样品的主要官能团,也清楚了非晶质氧化铁与蒙脱石的复合没有改变蒙脱石的骨架结构;通过SEM观察到针铁矿呈细小棒状,蒙脱石呈片状,铁蒙复合物呈不规则团块状;通过BET比表面积清楚了非晶质氧化铁的加入提高了蒙脱石的比表面积,蒙脱石与针铁矿的比表面积均小于复合物。吸附动力学试验结果表明:吸附Cd(Ⅱ)能力最强的为铁蒙复合物,平衡吸附量达8mg/g,其余依次是蒙脱石的7.85 mg/g、针蒙混合物的7.59 mg/g、针铁矿的3.47 mg/g,复合物的吸附能力随着铁含量的增加而增强,混合物的吸附能力随着蒙脱石含量的增加而增强。各样品吸附Cd(Ⅱ)的动力学过程以快速反应为主,吸附在前60 min内就已经大致完成,但要达到完全平衡所需时间较长。各样品对Cd(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型,该吸附主要是化学吸附。复合对Elovich和双常数动力学方程的拟合相关系数也达到了0.8707和0.8850,说明复合物对Cd(Ⅱ)的吸附是一个受多种动力学机制控制的复杂过程。吸附热力学试验结果表明:各样品吸附Cd(Ⅱ)的ΔG<0,该吸附常温下可自发;ΔH均大于0,反应吸热。经再次试验得知针铁矿及针蒙混合物对Cd(Ⅱ)的吸附量随温度升高而增加,蒙脱石本身吸附能力较强,升温对其影响不强烈,复合物在较高温度时其本身不稳定,吸附能力有小幅度下降。针铁矿及复合物对Cd(Ⅱ)的等温吸附过程可用Freundlich方程进行描述,拟合的相关系数R~2分别为0.9821和0.97013,针铁矿和蒙脱石对Cd(Ⅱ)的等温吸附过程可用Langmuir方程进行描述,拟合的相关系数R~2分别为0.992和0.97918。针蒙混合物对Langmuir方程的拟合度高于Freundlich方程。水化学条件对吸附Cd的影响试验结果表明:强酸性环境中不利于各样品对Cd(Ⅱ)吸附,随着p H的提升,各样品的吸附量相继增加。离子强度的改变对针铁矿与复合物吸附Cd(Ⅱ)并未产生有规律地影响,蒙脱石则随离子强度的加大其吸附量相应降低。一定浓度范围内,随着Cd(Ⅱ)初始液浓度的增大,各样品的吸附量也随之提升,复合物在较高浓度Cd(Ⅱ)中依然能吸附大部分Cd。与不同阴阳离子共存时复合物的吸附量均高于针铁矿与蒙脱石。与不同阳离子共存时(以Na⁺为基准),K⁺对针铁矿和复合物吸附Cd(Ⅱ)的影响很小,对蒙脱石起到抑制作用。Ca²⁺和Mg²⁺抑制了针铁矿及蒙脱石对Cd(Ⅱ)的吸附,对复合物影响不大。与不同阴离子共存时(以NO₃^-为基准),复合物对Cd(Ⅱ)的吸附量未发生明显变化,蒙脱石的吸附量均发生不同程度的降低,针铁矿的吸附量均得到了提升。阴离子对针铁矿吸附量的提升较为明显,复合物吸附量小幅度下降,蒙脱石吸附量无整体性变化趋势。在各项水化学条件中,对分配系数影响最大的是p H值的变化。在p H值由3增加至9后,各样品对Cd(Ⅱ)的分配系数提升了4个数量级以上,其余条件的影响均无此显著。