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为了对含有铅、铜等重金属离子的废水进行处理,人们开展了大量研究,其中吸附法由于具有无二次污染和处理效率高等优点而得到广泛应用。本文采用水热法制备碳微球,利用磁性壳聚糖对碳微球进行包覆改性,对改性前后两种吸附剂进行了表面形貌和组构特征分析,对两种吸附剂吸附水中Pb2+与Cu2+污染性能与机理进行了研究。研究结果如下:（1）对比不同水热条件,实验表明:在木糖浓度为0.1 g/mL、水热时间为16 h、充满度为80%、水热温度为190℃条件下,制备出粒径均一、成球好、芳构化程度最佳的碳微球。（2）采用静态吸附法对190℃-碳微球进行了吸附性质及机理研究。在反应温度为45℃、pH为5、投加量为4 g/L、初始浓度为8 mg/L单一离子条件下,对Pb2+的吸附量最大,为1.32 mg/g,对Cu2+的最大吸附量为0.90 mg/g。190℃-碳微球吸附两种离子的主要作用力为静电吸引作用,-OH、-COOR与Pb2+存在COOR-Pb-OH与双羧基结合Pb形式,而COOR与Cu2+结合为COOR-Cu-COOR,而-OH与Cu2+以氢键方式结合。190℃-碳微球对Pb2+、Cu2+的吸附过程符合准二级动力学。等温吸附拟合结果表明,Langmuir吸附等温模型较好的拟合190℃-碳微球对Pb2+、Cu2+吸附过程,证明吸附过程属单分子层化学吸附。在25℃、35℃、45℃下碳微球吸附Pb2+的（35）G为负值并呈增长趋势,表明吸附过程自发进行。（35）H=19.66 kJ·mol-1为正值,表明温度升高碳微球对Pb2+吸附能力增强,（35）S为56.07J/mol/K温度升高使材料表面活性增强。碳微球吸附Cu2+的ΔG均为负值并随温度升高呈增长趋势,表明碳微球对Cu2+离子的吸附反应同样为自发反应,与碳微球对Pb2+吸附类似。ΔH=5.64 kJ/mol为正值,说明Cu2+的吸附为吸热反应,熵变ΔS=9.90 J/mol/K为正值,表明温度升高,碳微球对Cu2+吸附能力增强。温度升高使固-液传质效率提高,吸附两种离子过程中吸附剂表面的随机性增加,使吸附能力增强。（3）利用包埋法制备的磁性壳聚糖对碳微球进行包覆改性,制备出磁性壳聚糖/碳微球（MCS/CMS）。对比壳聚糖、磁性壳聚糖、碳微球、MCS/CMS的吸附容量,MCS/CMS的吸附量最大。经制备优化,确定碳微球:磁性壳聚糖配比=1:1、固定交联时间3 h、1.25 mol/L NaOH+0.1 mol/L柠檬酸钠作为交联剂时,制备出的MCS/CMS吸附能力最佳,对Pb2+的吸附量为11.73 mg/L。对交联壳聚糖、磁性壳聚糖、MCS/CMS进行形貌表征比较,可观察到磁性壳聚糖已附着并包裹在碳微球上形成薄膜,并呈现粗糙的纹理表面,表明碳微球被成功改性。MCS/CMS具有超顺磁性,饱和磁化强度为1.17 emu/g。化学性质表征结果显示,磁性壳聚糖/碳微球上存在C=C、C-O/C-N、C=O、N-H和O-C=O几种官能团。Zeta电位测试表明,MCS/CMS的等电点pHIEP为4.27,说明MCS/CMS的表面带负电,可对Pb2+与Cu2+进行静电吸附。（4）通过静态吸附实验考察了MCS/CMS吸附性能,在pH=5、初始浓度为15mg/L时,MCS/CMS对Pb2+的吸附量为11.06 mg/g,对Cu2+的吸附量为7.07 mg/g。MCS/CMS对Pb2+与Cu2+的吸附过程均符合准二级动力学模型与Langmuir吸附等温模型,过程以化学吸附为主,为单层吸附模型。经计算吸附活化能,吸附Pb2+、Cu2+的吸附活化能分别为10.68 kJ/mol、5.68 kJ/mol,在0～40 kJ/mol之间,表明MCS/CMS对Pb2+、Cu2+吸附主要是离子交换过程。在25℃、35℃、45℃下MCS/CMS吸附Pb2+的ΔG（-1.99 kJ/mol、-1.06 kJ/mol、-0.05 kJ/mol）和吸附Cu2+的ΔG（-4.34 kJ/mol、-3.83 kJ/mol、-3.54 kJ/mol）均为负值并随温度升高而升高,表明Pb2+、Cu2+的吸附为自发吸附过程,该过程更容易在高温条件下进行。吸附Pb2+的ΔH为30.74 kJ/mol,吸附Cu2+的ΔH为16.30 kJ/mol,说明Pb2+与Cu2+的吸附过程是吸热过程。吸附Pb2+的ΔS为96.44 J/mol/K、吸附Cu2+的ΔS为40.24J/mol/K。ΔS均为正值表示MCS/CMS对Pb2+、Cu2+的吸附是一个涉及熵增加的过程。随着温度升高,吸附质与吸附剂吸附位点活性增强,吸附相界面混乱度增加。通过对吸附后材料进行傅里叶红外光谱仪（FT-IR）与X射线光电子能谱（XPS）表征,解释了Pb2+、Cu2+与MCS/CMS表面官能团结合方式分别为:MCS/CMS的氨基（-NH2）与Pb2+、Cu2+形成络合物,羧基（-COOH）与Pb2+与Cu2+以共价键方式进行结合。（5）材料的再生性测试表明,对比五种解吸剂HCl、NaCl、HNO3、CH3COOH和H2O,HCl的解吸率最高,对Pb2+、Cu2+的解吸率分别为90.38%、89.72%,最适合作为MCS/CMS的解吸剂。经过5个周期的利用循环,MCS/CMS仍然表现出对Pb2+、Cu2+的良好吸附性能。在初始浓度为13 mg/L时,对Pb2+、Cu2+去除率分别为61.55%、54.16%。