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黏土矿物具有独特的晶体结构，使其对金属离子等具有良好的交换性能和吸附性能。将其应用于含重金属离子的废水处理，具有操作简便、效果好、成本低廉等优势。黏土矿物也因其良好的物化性质被作为高放废物地质处置的侯选填充材料。本文采用静态批式法研究了63Ni(Ⅱ)、Th(Ⅳ)、Cd(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)在黏土矿物组分上的吸附性能和机理。 论文首先对选用的黏土矿物（膨润±，高岭土）用酸碱滴定、XRD和FTIR等测试手段进行了详细的表征，然后探讨了震荡时间、pH、离子强度、吸附剂浓度、腐殖酸浓度以及温度等因素对吸附的影响，并研究了其作用机理和模式。实验结果表明，金属离子几h内就能达到吸附平衡，pH值和离子强度是影响金属离子在黏土矿物表面吸附的主要因素，表面配合和离子交换是吸附的主要形式，表现为低pH值条件下为离子交换，而高pH值条件下为表面配合。吸附等温线用Langmuir、Freundlich和Dubinin-Radushkevich(D-R)等温式模型来拟合，Ni(Ⅱ)的吸附符合准二级动力学模型，Cd(Ⅱ)在γ-Al2O3上的吸附符合Langmuir模型，Zn(Ⅱ)在高岭土纳米管上的吸附用Freundlich等温方程能够更好的拟合实验数据。 研究发现，在低pH条件下，离子强度对Ni(Ⅱ)的吸附影响很大，Ni(Ⅱ)的吸附主要是离子交换和外层表面配合作用;在高pH条件下，Ni(Ⅱ)的吸附受pH影响较小，吸附主要是内层表面配和作用;溶液中的腐殖酸，在低pH条件下促进Ni(Ⅱ)在膨润土上的吸附，而在高pH条件下则降低Ni(Ⅱ)在膨润土上的吸附。Th(Ⅳ)在高庙子膨润土上的吸附在pH＜5时受pH和离子强度影响明显，吸附机理主要是外层配合和离子交换;在pH＞5时，Th(Ⅳ)的吸附受pH影响显著，但不受离子强度影响，吸附机理主要是内层配合和表面沉淀。pH＜5时腐殖酸(HA/FA)促进Th(Ⅳ)吸附，不同的HA和Th(Ⅳ)添加顺序对吸附无明显影响。在低pH时Cd(Ⅱ)在γ-Al2O3上的吸附机理为外层配合和离子交换，高pH时为内层配合，热力学数据(ΔG0，ΔS0，ΔH0)表明吸附为自发吸热过程。Zn(Ⅱ)在高岭土纳米管上的吸附受pH和离子强度影响显著，吸附为自发吸热过程，在低pH时吸附机理为外层配合和离子交换，高pH时为内层配合。 研究结果表明黏土矿物是处理溶液中放射性核素和重金属离子合适的吸附材料。