过度排放的重金属离子造成严重的环境破坏与资源浪费,是一个急需解决的问题。操作简单、效率高的吸附法是目前的研究热点,但传统的无机吸附材料和有机吸附材料大多存在成本高、效率低、易造成二次污染等问题,不能很好地满足废水去除的需要。高比表面积、高基团丰度和材料的耐用性是影响吸附性能的重要因素,而无机吸附剂和有机吸附剂结合制备复合材料是一个具有潜力的方法。基于此,本论文以开发出高效去除重金属离子污染为目的,围绕高比表面积、高基团丰度和稳定的吸附结构等方面,设计出了小尺寸均匀分散的活性碳球吸附剂及其杂化膜吸附剂。系统全面的研究了杂化纤维膜对水溶液中铜离子(Cu²⁺)、铅离子(Pb²⁺)和铬离子(Cr³⁺)的吸附行为,并结合表征结果和吸附性能分析材料对重金属离子的吸附机理。具体研究内容如下:（1）纳米级中空碳球的制备及其对重金属离子的吸附性能研究调节St（?）ber法中乙醇用量和反应温度等因素控制二氧化硅微球的尺寸大小,并利用酚醛树脂缩聚反应在二氧化硅微球表面覆盖活性碳层。高温碳化后使用氢氟酸（HF）刻蚀二氧化硅模板,最后使用KOH活化材料制备纳米级中空碳球。系统研究了活性碳球对水溶液中金属离子及有机物的吸附行为。结果表明中空纳米碳球的尺寸最小可达80 nm且具有核壳结构。材料表面具有大量的C=O等活性基团,比表面积约为613.5 m²/g等。间歇吸附实验表明中空纳米碳球对铜离子、铅离子和铬离子的最大吸附容量分别为71、74和76 mg/g。模拟发现材料对金属离子的吸附行为更符合Langmuir和准二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主,物理吸附为辅助吸附。（2）中空纳米碳球基杂化纤维膜用于去除重金属离子污染的研究活性碳球浸泡在聚多巴胺（PDA）溶液中修饰表面,然后分别通过表面沉积法和静电纺丝法制备不同吸附结构的杂化纤维膜。表征分析表明杂化膜表面具有丰富的功能性基团,如C-O,C=O和-OH。表面沉积法和静电纺丝法制备的杂化纤维膜具有不同的结构,比表面积和累积孔体积都有着明显的增大,分别为63.2 m²/g和101.5 m²/g,累积孔体积分别为0.1670 cm³/g和0.4617 cm³/g。间歇吸附实验证明杂化纤维膜对污染物的吸附容量相比较中空纳米碳球有着很大的提升,如对Pb²⁺的吸附容量分别为192 mg/g和197 mg/g,且能在30 min以内达到最大吸附量的92.2%。模拟证明杂化纤维膜对污染物的吸附符合Langmuir和准二级动力学模型,即吸附过程受到化学吸附的控制。最后系统全面的研究了杂化膜对污染物的吸附机制。