在中国社会经济的高速发展的同时,环境中的重金属污染问题逐渐步入大众视野。重金属是持久性污染物,无法被自然环境降解,当它进入水体或土壤以后就很难去除。重金属不但会污染环境,而且还会通过食物链对人类产生持续的、不可逆转的损害。磁性纳米复合材料由于兼具磁响应性和可与多种材料复合的功能特性,在环境重金属污染治理方面备受关注。其中,分离速度快、毒性低的Fe3O4纳米材料被广泛研究与应用。本研究成功制备了两种Fe304复合材料,以Cd为目标污染物,进一步提高材料去除Cd的能力,通过单因素吸附实验和多种表征手段,探究材料性质和对Cd的去除机制。此外,通过控制摩尔浓度、溶液pH,研究了有机磷和无机磷如何影响Fe3O4固定的Cd。本论文的主要研究内容和结果如下:（1）以Fe3O4为磁性核,引入CaO,制备了不同CaO掺杂量的Fe3O4材料,并将其用于Cd2+的去除。进行了 Ca掺杂量对Cd2+去除效率的影响实验后,发现当CaO的掺杂量为Fe3O4摩尔质量的30%（Ca/Fe3O4-3）时,复合材料具有更多的活性位点,有利于Cd2+的去除;Zeta电位结果表明,pH3～8范围内,Ca/Fe3O4-3的表面带正电,当pH为8时,Cd2+和吸附剂之间的静电排斥作用减弱;吸附实验结果表明,Langmuir模型计算出的最大的理论吸附量为55.67mg·g-1,伪二阶模型平衡时的吸附量为53.03 mg.g-1,两种模型均能很好地与吸附过程拟合,说明吸附过程属于化学吸附。傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等对与Cd2+反应前后的吸附剂进行表征,发现Ca/Fe3O4-3表面CaCO3和Cd2+之间的离子交换以及-OH络合是吸附剂固定Cd2+的重要机制。（2）用与上一章相同的方法制备了 Fe3O4,与初始浓度为30 mg·L-1的Cd2+在pH为8时进行反应,最大吸附量为13.52 mg.g-1,反应后的材料Fe3O4-Cd通过调节pH、初始浓度两个因素,探究了有机磷（植酸）和无机磷（H2PO4-）对Fe3O4-Cd稳定性的影响。通过扫描电子显微镜、振动样品磁强计、X射线光电子能谱图对材料进行分析。实验结果显示:溶液pH为5时,随着植酸和H2PO4-摩尔浓度的增加,反应后溶液pH逐渐降低,说明Fe3O4-Cd与植酸和H2PO4-的反应将会消耗H+,溶液pH为8时的现象与pH为5时相反,这可能是由于Fe（Ⅲ）水解;pH为8时,Fe3O4-Cd对Fe的固定能力强于pH为5时,植酸体系中Fe和Cd的溶出率高于PO43-体系,相关性分析表明Fe3O4的溶解是导致Cd2+从Fe3O4上解吸的原因,XPS分析结果表明Fe、Cd与P之间的作用力强弱是导致Cd2+的溶出的另一重要原因。（3）以米糠为原料,采用水热法成功制备了 HAP/Fe3O4纳米复合材料。随后,通过水中吸附实验和土壤培养实验对Cd去除效果进行研究。实验结果表明:pH为8时的吸附数据更符合伪二阶动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。当溶液为酸性时,HAP/Fe3O4对Cd2+的吸附机制可能为表面吸附和生成沉淀;当溶液为中碱性时,对Cd2+的去除以表面吸附和离子交换为主。此外,HAP/Fe3O4的可重复使用性能较强,5次循环以后它吸附能力仍然可达到87.27%。在土壤实验中,土壤pH随培养时间的延长和HAP/Fe3O4投加量的增加,呈上升趋势;与对照组相比,当HAP/Fe3O4添加量为0.5%时,显著降低了土壤CaCl2提取态Cd含量,降幅为62%;浸出实验证明HAP/Fe3O4增强了土壤中重金属的滞留能力。作为一种原料价格低廉、环境友好吸附剂,HAP/Fe3O4纳米材料在水体污染治理和土壤修复领域有着广阔的应用前景。