废水中重金属可以在人体富集,对人体健康造成重大的威胁,高岭土作为粘土矿物具有环境修复和净化功能,所以其在重金属处理方面的应用逐渐被重视起来。但是高岭土矿物本身对重金属吸附能力较差,需要对其进行改性以提高吸附量和吸附选择性。本工作先对高岭石进行剥离纳米化,后以不同硅烷偶联剂对其进行表面改性,将所得改性高岭石对溶液中Pb(Ⅱ)、Cd(Ⅱ)和Hg(Ⅱ)进行吸附,研究其吸附性能。具体研究内容和结论如下:(1)以DMSO为插层剂,加入过氧化氢,反应产生的能量使高岭石剥离,得到平均厚度为2.8 nm的纳米高岭石。将3-氨丙基三甲氧基硅烷通过缩合的方式嫁接到纳米高岭石表面,得到氨基改性纳米高岭石。其对Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)最大吸附容量分别为48.38 mg/g和37.49 mg/g,而且对两种离子的吸附都更符合准二级动力学方程和Langmuir模型。在Pb(Ⅱ)和Cd(Ⅱ)竞争吸附体系中,表现出对Pb(Ⅱ)更好的选择性。(2)将(3-巯基丙基)三甲氧基硅烷缩合到纳米高岭石表面,得到巯基改性纳米高岭石。其对Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)最大吸附容量为分别为11.98 mg/g和9.20 mg/g,分别符合Freundlich模型和Langmuir模型,且对两种离子的吸附都更符合准二级动力学方程。在Hg(Ⅱ)和Pb(Ⅱ)竞争吸附体系中,表现出对Hg(Ⅱ)显著的选择性。(3)用机械化学法制备了氨基改性纳米高岭石,并探究了其对Pb(Ⅱ)的吸附性能。发现最大吸附容量为45.32 mg/g,比插层剥离法改性高岭石呈现出更优的吸附性能。