随着水体重金属污染日益严重,人们的日常用水安全受到了威胁。遗憾的是常规水处理工艺不能有效去除水中重金属离子。因此需要寻求更为有效的方式将此类污染物彻底去除。本文针对上述问题,研究制备了两种新型吸附材料,并对其吸附去除水中典型重金属离子的效能和机理进行了研究。本文分别采用Mg还原法和多步合成法首次成功制备了黑色TiOx和多孔Na+-SiO2微球两种重金属吸附剂。通过控制Mg的量来控制Ti02的还原程度,从而得到不同颜色(不同x值)的TiOx;通过控制NaOH刻蚀SiO2微球的时间来控制Na+-SiO2微球的孔道结构及其Na+含量。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HR-TEM)、N2吸附-脱附、X射线光电子能谱(XPS)等技术对两种吸附剂的理化性能进行了表征和分析。以Pb2+为典型重金属污染物,考察了黑色TiOx吸附Pb2+的动力学、热力学、吸附等温线、以及可能的吸附机理。得出黑色TiOx吸附Pb2+符合准二级动力学吸附模型,吸附等温线符合Langmuir吸附方程,在15℃,25℃,35℃时TiOx对Pb2+的饱和吸附量分别为36.9mg/g,53.4mg/g,59.2mg/g。通过X射线光电子能谱等技术分析认为黑色TiOx吸附Pb2+主要是通过TiOx表面的Ti-OH基团对水中Pb2+通过范得华力结合产生吸附去除作用。以Cr3+为典型重金属污染物,考察了多孔Na+-SiO2微球的吸附Cr3+的动力学、热力学、吸附等温线、以及可能的吸附机理。得出多孔Na+-SiO2吸附去除水中的Cr3+符合准二级动力学吸附模型,在25 ℃时多孔Na+-SiO2微球对Cr3+的饱和吸附量为16.7 mg/g。通过表面元素能谱分析等技术分析认为多孔Na+-SiO2微球去除Cr3+是Na+和Cr3+离子交换和表面Si-OH基团对Cr3+的弱配位共同作用引起的。最后以自来水、西湖水、钱塘江水为本底,研究了黑色TiOx和多孔Na+-SiO2微球两种吸附剂分别去除Pb2+和Cr3+的效能,发现这两种吸附剂对这两种重金属离子具有同样的效果。说明本文合成的这两种吸附剂具有潜在的推广应用可能。