铀具有化学毒性和放射性,对生物体的功能和生态环境会造成损伤和破坏。为了保护环境安全和人体健康,有必要对含铀废水进行处理。吸附法因其高效廉价、合成及操作简单、具有选择吸附性等优点而被广泛应用于含铀废水的处理。本研究以钛酸四丁酯（TBOT）为反应前驱体,通过溶胶凝胶法和水热合成法与纳米四氧化三铁（Fe₃O₄）反应制备了磁性介孔TiO₂（MTiO₂）,然后使3-氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS）与Hummers法制备的GO悬浮液混合搅拌,合成了磁性介孔TiO₂/氧化石墨烯（MTiO₂/GO）。在此基础上探究了MTiO₂/GO对浓度为10 mg/L的U（VI）、Cd（II）单元体系废水和U（VI）-Cd（II）二元体系废水的吸附性能。MTiO₂/GO对含U（VI）、Cd（II）单元体系的吸附结果表明:MTiO₂/GO复合材料的吸附效果比MTiO₂、GO单独作用时更好;MTiO₂/GO对U（VI）和Cd（II）的吸附,在温度为303 K,pH值为6,GO质量分数为60.00wt%,MTiO₂/GO投加量为10 mg的条件下,U（VI）、Cd（II）的最大吸附率分别为99.52%、95.43%;准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型均能很好地描述其吸附过程。解吸实验表明,经5次吸附-解吸后,U（VI）、Cd（II）的吸附率仍大于90.00%,说明MTiO₂/GO具有较高的循环利用性能;MTiO₂/GO对U（VI）-Cd（II）二元体系的吸附结果表明:U（VI）、Cd（II）的存在相互抑制了MTiO₂/GO对各自的吸附能力,这是因为在MTiO₂/GO表面,U（VI）、Cd（II）具有相同的活性位点,两者之间存在竞争作用,但U（VI）对Cd（II）的抑制作用更强,说明MTiO₂/GO对U（VI）的选择吸附能力更强;准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型能很好地描述吸附过程。吸附-解吸实验结果表明,经5次吸附-解吸后,MTiO₂/GO对U（VI）、Cd（II）的吸附率依旧维持在较高水平,说明MTiO₂/GO具有较高的循环利用性能。通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）等表征分析了吸附样品的微观形貌、物质特性及结构变化。结果表明:MTiO₂成功负载到GO上,可制备尺寸均匀、孔径分布狭窄的MTiO₂/GO复合材料;GO提高了MTiO₂对太阳光的利用率,增强了MTiO₂在紫外光范围内的吸光强度;MTiO₂/GO复合材料在U（VI）或Cd（II）的吸附过程中,起主要作用的基团是羟基、羰基和环氧基等,主要发生了络合反应、静电吸引或者离子交换反应。