水环境污染是世界范围内各国各地区的重要的环境和经济问题之一,现在水环境中的重金属污染对人和其他生物的影响不容忽视已经被广泛的关注。在1995年欧共体修改后的EU饮用水指令(Drinking Water Directive)中就有对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)等重金属离子在饮用水中允许的极限值的规定。在金属电镀行业所在区域以及有色金属矿采场所在地,重金属污染尤其突出。当下常用的用于处理已经形成的重金属污染的方法主要有离子交换法、生物法、膜处理法等等方法。物理化学吸附法作为一种能够有效去除重金属的方法兼具成本低、操作管理简单、处理周期短、处理效率高等优点,在水污染控制方面有着无可取代的重要作用。因此,在本研究中制备了一种新型吸附剂用于去除水中的Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),并对这种纳米复合材料的特性进行了研究为其今后在水污染控制方面的实际应用提供理论依据。传统的水滑石材料由于具有一定的吸附量并且制备条件简单而被视为具有良好产能和环境修复应用前景的吸附材料,其独特的层状结构也使水滑石成为了一种吸附热点材料。然而,由于水滑石在形成的过程中易产生堆叠的情况并且在酸性环境中的稳定性不好,在研究中通常需要对水滑石进行修饰以提升其吸附性能。水滑石的修饰改性以及其与其他材料的结合对于水滑石在吸附领域的应用发展具有很大的意义。磁性碳球本身具有纳米碳球比表面积高、粒径和孔隙大小可控、环境污染少等优点,同时还具有磁性和良好的分散性。碳材料在以往的研究中已经将其应用于医药领域、催化领域、燃料电池等领域。而磁性碳球表面不仅官能团丰富,而且具有丰富的孔结构,因此利用磁性碳球具有的结构特点本论文以水滑石为主体结合磁性碳用化学共沉淀的方法制备了一种磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料,并分别对单体和复合物进行了表征以掌握其物理化学特性。同时,本文还利用了这种新复合材料进行了吸附实验,研究了磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料在不同条件下对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附性能的变化及其吸附机理。本论文研究的结果表明,磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料可以有效去除水溶液中Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ),最大吸附量可分别达到338.70 mg/g和758.35 mg/g。在多种重金属离子存在的环境中,磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)有选择吸附作用。在对磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料的吸附机理进行分析后发现它对Cu(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)的吸附是表面络合作用、沉淀作用、同晶替代、静电吸引和物理吸附综合作用产生的结果。总的来说,磁性碳/镁铁水滑石纳米复合材料具有吸附性能较优、易制备、稳定性好、可重复利用等优点,是一种极具前途的新型水滑石复合材料。