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水体重金属污染是一个严重威胁人类生命安全的全球性环境问题,与有机污染物相比,这些存在于水中的重金属离子很难通过生物降解去除。而水中的重金属会逐渐被生物体吸收,进入食物链,富集在生物体中,对生物体造成毒性危害,最终威胁人类健康。因此,有毒金属离子的净化去除仍是一个艰巨的挑战,探求适合水体中重金属离子去除的方法及其功能材料引起了人们的普遍关注。随着对水滑石（layered double hydroxide,LDH）材料的深入研究,这种具有高比表面积、低成本、良好稳定性和层间离子交换性等优点的吸附剂吸引了越来越多研究者的注意。为了进一步提高水滑石去除重金属的能力,本文制备并表征了钙铝型水滑石,通过批次吸附实验研究了钙铝型水滑石对水溶液中重金属离子Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附性能。具体研究内容及结果如下:（1）通过简便水热法制备了钙铝水滑石吸附剂（CaAl-LDH）,采用X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、比表面积测定（BET）以及扫描电镜（SEM）等表征技术对CaAl-LDH的各项性能进行表征和分析。合成的CaAl-LDH具有典型的水滑石特征衍射峰和正六边形片状结构,结晶度良好。同时,CaAl-LDH还含有许多碳酸根及羟基官能团,为吸附剂对金属阳离子的去除过程贡献了活性位点。批次吸附实验结果表明,CaAl-LDH对水溶液中Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）的整个吸附过程快速且高效,Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）在前60 min内被CaAl-LDH快速吸附,实验数据符合拟二级动力学模型,等温线数据与Freundlich等温线模型吻合。CaAl-LDH对Cd（Ⅱ）和Cu（Ⅱ）的理论最大吸附容量分别为1035.4和381.9 mg/g,具有优于同类型其他吸附剂的超高吸附量。进一步对CaAl-LDH的吸附机理进行探究,主要包括沉淀作用、络合作用和同构取代。在实际应用方面,CaAl-LDH对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）具有良好的选择吸附性能,分配系数Kd分别为4.78×10~5和7.55×10~5m L/g,在多种重金属离子共存的环境中也依旧保持对目标金属离子的高吸附量。因此,CaAl-LDH对水溶液中重金属离子的去除具有潜在的适用性。（2）以CaO与Al2O3粉末作为原材料,混匀后采用高温煅烧法合成了钙铝复合氧化物（CaAl-LDO）,所合成的CaAl-LDO对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）具有较水热法制备的CaAl-LDH更高的吸附量,吸附过程符合拟二级动力学模型和Freundlich等温线模型,反应自发进行,最大理论吸附量分别为1176.8和1339.3 mg/g。对其形貌及元素官能团进行表征后发现,CaAl-LDO具有多瓣层花朵状形貌结构,且表面有许多针孔状孔隙,推测与超高吸附量有关。吸附剂中还含有大量羟基及碳酸根,能够通过沉淀反应及络合作用,实现CaAl-LDO对Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的高效去除。CaAl-LDO对实际水样中Cu（Ⅱ）和Cd（Ⅱ）的吸附不受电解质背景的影响,具有良好的实际应用前景。本文制备的钙铝型水滑石及氧化物吸附剂,合成方法简单,对重金属具有优越的吸附效果,为钙铝型水滑石在水体重金属污染控制领域内的实际应用提供了理论支持。