随着社会的发展和城市化进程推进,大量重金属离子和染料等污染物被排放到水体中,严重威胁着生态环境和人们的身体健康,因此,发展高效污水处理关键技术是当前环境污染治理亟待解决的社会和科学问题。在众多水处理方法中,吸附法具有操作简单、经济效益高等优势,成为处理水污染的最佳方法。因此设计构筑绿色、高效、成本低廉的吸附材料对水中污染物的治理具有重要理论意义和实际应用价值。论文以构筑具有多级孔结构的硅酸镁高效吸附材料为目标,通过调控反应体系中离子过饱和浓度、前驱体老化时间和反应体系中物质配比,制备出一系列具有窄尺寸分布、大比表面积和多级孔结构特征的硅酸镁高效吸附材料。以亚甲基蓝、刚果红和三种重金属离子(Pb2+、Cu2+和Cd2+)为探针,系统性地研究其吸附性能和吸附机理,并探究了硅酸镁颗粒尺寸、孔道结构和吸附性能之前的构-效关系。本文的主要研究内容和研究成果如下:(1)基于纳米材料的成核和生长机理,发展成核/晶化隔离法,通过调控反应体系中镁离子的过饱和浓度,制备了一系列不同颗粒尺寸多级孔结构的硅酸镁吸附材料。研究结果表明:随着Mg2+浓度的增加,硅酸镁颗粒尺寸先减小,相应的对亚甲基蓝的最大吸附容量逐渐升高;而后硅酸镁颗粒尺寸逐渐增大,相应的吸附容量逐渐降低。其中拥有最小颗粒尺寸(295.7 nm)的样品,表现出最大的吸附容量,达到330.8 mg·g-1。(2)基于原位相转化原理,发展自模板法,通过调控反应初始Mg2+离子浓度,制备具有不同形貌的碱式碳酸镁前驱体,以其作为反应模板并通过原位生长可控制备系列不同形貌的多级孔结构硅酸镁吸附材料。研究结果表明:样品对Pb2+、Cu2+、Cd2+最大吸附量分别为1400.9、94.6、167.8 mg·g-1,高的吸附量主要归因于多级孔分布,特别是大孔提供了传输通道,有效提高了比表面的利用效率。(3)基于反向微乳法,通过调控反应溶液中镁离子浓度和微乳体系中水的含量(W值),可控制备出一系列表面改性的微球形硅酸镁吸附材料。研究结果表明:所制备的硅酸镁材料经改性后表面带正电荷,对刚果红溶液的吸附性热力学遵从Langmuir吸附模型,最大吸附容量高达917.43 mg·g-1。