近年来,随着经济的飞速发展,染料广泛应用于印刷、造纸、纺织、电镀、食品、化妆品和药品等行业,是水污染的主要来源。染料废水色度高,p H较低且显酸性,化学需氧量、盐分含量高,可生化性差,是难处理的废水之一。众多工业生产过程如矿冶、机械、制造、化工、电子、仪表等都会产生重金属废水,造成重金属离子污染。含重金属的水被人饮用后,重金属会在人体内进行累积,并且不具有生物可降解性,这将导致人体生理机能紊乱,产生各种疾病,对人体健康造成严重危害。因此,将染料和重金属从水体中去除尤为重要。目前,吸附法因其高效与简单的特点而广泛应用于污水处理中,制备新型高效的吸附剂已成为研究的热点。钛基纳米结构材料具有优良的光、电、磁及催化性能,在众多领域有着广泛的应用,在污水处理中也有着广阔的应用前景。但是,到目前为止,对钛的过氧化物的研究相对较少。论文利用水热法通过改变氨水的滴加量及滴加速度、过氧化氢的滴加量,制备出了不同的过氧化钛吸附剂。本文以亚甲基蓝为目标污染物进行吸附实验,探究出了过氧化钛吸附剂的最佳制备条件是:体系p H为9.0、最高温度为40℃,过氧化氢滴加量为35 m L,最佳条件下制备出的过氧化钛对亚甲基蓝的平衡吸附量为263.25 mg/g。通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜扫描(SEM)、透射电子显微镜扫描(TEM)、热重-差示扫描量热(TG-DSC)、傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线光电子能谱(XPS)、Zeta电位等测试分析技术对过氧化钛样品进行了形貌和结构表征。表征结果表明制备的过氧化钛样品是以无定形形式存在的,结构中含有过氧键和羟基基团,加热易分解。本文还以镉离子、铜离子、锌离子为目标污染物,探究了过氧化钛吸附剂对重金属的吸附性能,结果表明过氧化钛对重金属的吸附可以在短时间内达到平衡,最佳条件制备的过氧化钛吸附剂对镉离子、铜离子、锌离子的平衡吸附量分别为137.13、112.28、101.93 mg/g。利用吸附等温线模型对过氧化钛对重金属的吸附结果进行拟合,发现其对重金属的吸附过程符合Langmuir吸附等温式;对过氧化钛对重金属的吸附数据进行动力学拟合,得出其符合准二级吸附动力学方程。在此基础上,本文对过氧化钛吸附重金属的吸附机理进行了探讨,发现吸附过程是以扩散-静电吸附为主的吸附。论文研究结果为废水处理,尤其是含阳离子染料和重金属离子的废水处理提供了一种新方法,具有重要的环境、经济与社会效益。