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本文以溶胶-凝胶工艺制备了纳米羟基磷灰石(简称HAP)粉体；系统地研究了HAP对水溶液中重金属铜、镉离子的吸附性能;考察了溶液pH值、吸附时间、温度、吸附剂用量、初始浓度等因素对HAP吸附重金属离子的影响；绘制了吸附等温线；用一级、二级、Elovich、粒子内扩散模型对HAP吸附重金属离子的过程进行了动力学研究；探究了HAP对重金属离子的吸附机理；将碳纳米管(CNTs)掺杂入HAP改性制成了CNTs/HAP复合材料；考察了复合材料对重金属离子的吸附去除性能。以Ca(NO3)2·4H2O与H3PO4为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备出HAP粉体。通过差热分析仪、X-射线衍射仪、SEM对HAP粉体及烧结体进行了表征和分析,采用阿基米德排水法测试了样品密度。结果表明：HAP粒径分布均匀、呈球形、团聚极少,a轴方向和c轴方向的晶粒尺寸分别为10-30nm和20-50nm,随着温度的升高颗粒的尺寸和结晶度增大。600℃烧结2h得到了纯度高、晶化好的HAP；800℃和900℃烧结样品中出现的少量Ca3(PO4)2和CaO是由于HAP的分解和含磷前躯体的挥发所致。该sol-gel工艺简单,可用于制备不同粒径和结晶度的高纯纳米HAP。研究HAP对重金属Cu2+与Cd2+的吸附性能显示：HAP对Cu2+和Cd2+都具有较高的吸附能力。在40℃,pH=3下,将5g/L的HAP吸附剂加入到初始浓度为60mg/LCu2+溶液中,搅拌吸附60min,去除率为99.24%。HAP对Cu2+的吸附符合Langmuir吸附方程。在25℃,pH=7下,将5g/L的HAP吸附剂加入到初始浓度为60mg/L Cd2+溶液中,搅拌吸附60min,去除率为99.42%。HAP对Cd2+的吸附很好的吻合Langmuir和’Freundlich吸附方程。共存离子吸附结果表明：吸附竞争力Cu2+>Cd2+,在两种离子共存时,Cu2+对Cd2+吸附具有抑制作用。动力学研究结果表明,Cu2+与Cd2+在HAP上的吸附均可用准二级吸附动力学模型加以描述。HAP对Cu2+和Cd2+的吸附是一个快速的表面吸附与缓慢的离子交换相结合的复杂过程,在吸附过程中内扩散起着重要作用。考察CNTs单独对重金属离子的吸附显示：CNTs对重金属离子的吸附能力都很低,但相比而言Cu2+>Cd2+。CNTs/HAP复合吸附剂的去除效率比单一的HAP要高,掺杂5wt%的较1wt%的吸附效率高。CNTs/HAP对混合重金属离子吸附结果表明,CNTs/HAP在重金属离子混合共存时仍对Cu2+具有优良的去除效率,且较HAP单独吸附Cu2+还高,但对混合重金属离子中Cd2+的去除能力则低于HAP单独吸附去除。这主要归结于CNTs对Cd2+的吸附能力低与在重金属离子混合共存时存在竞争吸附(Cu2+> Cd2+)。