近年来,由于我国印染行业发展,染料废水对水体的污染日益加剧。相比于其他的污水处理方法,吸附法简单易行、成本低、安全、且污染物脱除效率高。采用吸附法处理染料废水,不会造成因降解不完全而产生高毒性中间代谢物的风险。作为吸附技术关键的高效经济吸附剂的开发显得尤为重要。介孔二氧化硅材料因其具有规则的孔道结构、高的比表面积、可调的孔尺寸,对其作为吸附剂的应用已经成为研究的热点之一。但是因其在水溶液中分离困难,易造成二次污染等缺陷,严重限制了它的应用。本文通过将磁性材料(尖晶石结构的铁酸盐)与介孔二氧化硅复合,得到磁性介孔复合材料,不仅保留了介孔二氧化硅的孔道结构和高的比表面积等性质,而且使得复合材料具有好的外磁场响应能力,有利于在水溶液中的分离。同时,本文还系统的研究了这些吸附剂在吸附水中染料方面的性质和机理,为水环境中染料的处理技术研发提供了基础。本论文的主要研究内容总结如下:1、选用了棒状的SBA-15二氧化硅介孔材料,通过将高饱和磁化强度的Zn0.2Fe2.8O4纳米颗粒锚定其孔道中,合成了磁性复合材料。通过调整SBA-15和Zn0.2Fe2.8O4的比例,使ZN0.2Fe2.8O4纳米粒子在SBA-15的孔道中分散均匀,并且在有效扩大了 SBA-15孔道的同时,保留了其有序的介孔结构。通过研究其对水溶液中亚甲基蓝(MB)的吸附性能得出,该磁性复合材料作为吸附剂,其达到吸附平衡约60-90分钟,最大吸附容量为206mg/g。和其他文献中报道的结果相对比表明,Zn0.2Fe2.8O4@SBA-15复合材料适合于作为染料MB的吸附剂。实验数据符合Langmuir模型,意味着吸附过程为单层吸附。吸附过程符合准二级动力学模型。通过热力学分析可知吸附过程自发且放热。2、选用癸烷为扩孔剂,通过改进Stober法,合成了二氧化硅介孔空心球(HMSS)。合成的HMSS平均直径约为1100nm,其介孔孔道贯穿整个壳到达HMSS的中心,并且介孔的孔径和孔体积在癸烷的作用下都有所增加。通过研究该材料对亚甲基蓝(MB)的吸附能力,我们发现该二氧化硅介孔空心球对MB具有优异的吸附性能,在10-30分钟可达吸附平衡,且最大吸附量达530.89mg/g。相比于文献中的其他吸附剂,该材料具有吸附速率快,吸附容量高的特点。我们进一步研究了癸烷在该介孔球生长过程中的作用,并且以Zn0.2Fe2.8O4@nSiO2为磁核,制备了具有可以移动的功能内核的二氧化硅介孔空心球,证明了改方法同样可用于制备蛋黄-蛋壳结构的二氧化硅介孔空心球。为制造多功能型材料提供了实验依据。3、通过一步溶剂热法,将论文第二部分中合成的具有径向介孔孔道的二氧化硅空心球(HMSS)与具有高饱和磁化强度的Zn0.2Fe2.8O4纳米颗粒复合。在该体系中,HMSS由于在碱性环境中,其自身经过溶解、再生长过程,形成了由片状SiO2组成的网络状外壳的二氧化硅空心球,Zn0.2Fe2.804纳米颗粒位于壳层表面,为其提供了磁响应能力。我们进一步研究了Zn0.2Fe2.8O4纳米颗粒和片状Si02协同生长的机理,并探讨了该复合材料对MB的吸附能力和选择吸附性能。该材料显示出对MB优越的吸附性能,可在小于1 min的时间内达到吸附平衡,且最大吸附容量为495.05 mg/g。与文献中的报道的吸附材料相比,其吸附达平衡时间短,吸附量大。我们进一步发现其对亚甲基蓝显示出了高的选择吸附性。该实验结果符合Langmuir等温吸附模型,准二级动力学模型,并且通过热力学分析得出该吸附过程为放热和自发的。