本论文主要从事钛酸盐纳米材料的水热合成及其离子交换与吸附性能研究。离子交换法和吸附法在废水治理、净水处理、核废料分离固化、贵金属提取等很多重要领域有着非常广泛的应用。水热法合成钛酸盐纳米材料由于操作简单、成本低廉、产量高等优点而备受关注。但是到目前为止，人们对于钛酸盐纳米材料在离子交换和吸附方面的认识仍然不足，因此，本论文对这些方面开展了如下的研究:　　 在第二章中我们使用更为廉价的工业级偏钛酸代替传统的精细二氧化钛作为原材料利用碱液水热法合成了钛酸盐的纳米结构。研究了各种合成条件如反应温度、碱液浓度、反应时间和水洗过程等对产物形貌和性质的影响。结果发现钛酸盐纳米结构在水热过程中的生长服从3D→2D→1D的演化规律，通过合适的控制合成条件，即可得到不同的二维或一维形貌的纳米材料。　　 第三章中我们选取多种具有代表性的金属阳离子，研究了钛酸盐纳米材料的阳离子交换性能。结果发现二维的纳米片具有优于一维纳米纤维的离子交换能力，纳米片的离子交换具有高效、不可逆和高选择性等诸多优点。同时通过研究影响离子交换的各种因素，揭示了离子交换的内在机理。最后，通过一个湿化学相变反应实现了反应后的钛酸盐纳米片的完全再生。　　 第四章中我们选择了多种代表性的有机染料离子来研究有机物离子与钛酸盐纳米材料的相互作用。结果证明，疏水性的有机物离子可以通过与钛酸盐层间钠离子的离子交换高效的进入钛酸盐的层结构中间，而亲质子性的有机物离子可以通过与钛酸盐层间质子的结合进入钛酸盐层间。　　 为了实现钛酸盐对于阴离子和非极性（或弱极性）分子的吸附，我们在第五章中使用有机改性剂对钛酸盐进行层间修饰。结果表明，改性剂成功进入钛酸盐层结构的中间，改变了钛酸盐的表面电性，并使其具有疏水性和亲有机性，可以有效的用来吸附。