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随着采矿业的发展及工业废水排放量的增加,我国重金属污染问题日趋严重,导致环境质量的恶化,将直接危害人体健康。因此如何有效处理废水中的重金属是一个重要的研究课题。目前在处理重金属的物理、化学和生物方法中,吸附法被认为是处理重金属废水最为经济有效的方法。矿物碳酸钙由于环境友好、价格低廉,具有中和酸性和吸附重金属离子等特点,成为了重要的污水处理剂。然而由于矿物碳酸钙结构致密,比表面积较低,使得处理废水难以达到排放标准,产渣量也较大。因此需要寻找性能更加优异的替代材料,以解决上述问题。生物碳酸钙因具有独特的微结构和丰富的有机官能团,很可能直接或者通过改性处理后克服上述缺点,成为矿物碳酸钙的重要替代材料,同时实现废物的再利用。本文针对重金属废水中Pb（Ⅱ）和Eu（Ⅲ）的去除回收问题,研究生物碳酸钙及其改性对重金属离子的去除回收机制。重要研究内容与创新点如下:（1）采用牡蛎壳作为生物碳酸钙的原材料,通过XRD、SEM、TEM、FTIR和BET等手段对生物碳酸钙进行了详细的物理化学性质表征。对比矿物碳酸钙,研究了生物碳酸钙对Pb（Ⅱ）的去除能力及其固定机理。研究表明,生物碳酸钙对Pb（Ⅱ）的去除能力为矿物碳酸钙的3倍,达到1666.67 mg/g。机理研究发现,生物碳酸钙的有机-无机层状复合结构,可加速碳酸钙的溶解,并提供丰富的CO32-活性位点,从而加速Pb（Ⅱ）在生物碳酸钙内部的渗透和扩散过程。此外,通过煅烧法去除生物碳酸钙内部的有机质,研究了生物碳酸钙内部的有机质对Pb（Ⅱ）的络合机制。结果表明,生物碳酸钙内部有机质对Pb（Ⅱ）的吸附具有一定的贡献,但贡献值小于吸附总量的1/3,Pb（Ⅱ）的高吸附容量主要来源于生物碳酸钙内部的层状多孔结构。（2）结合贻贝仿生化学,对生物碳酸钙进行改性,成功将多巴胺负载于生物碳酸钙表面。多巴胺在碱性环境下容易自我氧化聚合,在无机材料表面则易形成无效粘附。通过研究发现生物碳酸钙内部有机质具有抗氧化作用,可以极大减少多巴胺在生物碳酸钙表面的无效粘附现象。此外,我们将功能化生物碳酸钙与功能化矿物碳酸钙、四氧化三铁和二氧化硅对Eu（Ⅲ）的吸附效果进行对比,发现功能化生物碳酸钙对Eu（Ⅲ）的吸附性能远远高于其他材料,其最大吸附容量达到151.52 mg/g。通过SEM、EDS和XPS手段对功能化生物碳酸钙的吸附机理进行了进一步分析,结果表明多巴胺聚合层表面具有丰富的邻苯二酚和氨基等官能团,其对Eu（Ⅲ）具有较好的配位络合作用,使得生物碳酸钙功能化后,吸附能力显著增强。（3）将生物碳酸钙在不同的温度条件下（600、700、800和900℃）进行煅烧,研究不同热改性条件下的样品对稀土Eu（Ⅲ）的吸附回收效果。研究结果表明,煅烧温度越高,样品对稀土Eu（Ⅲ）的回收效果越好,这主要由于Ca（OH）2与Eu（Ⅲ）发生了置换反应。