随着采矿、冶金、机械制造等工业的发展,含铜、钴等重金属离子废水的不达标排放给生态环境带来了严重危害,同时也对人类的健康形成了一定程度的威胁。煤矸石是煤炭开采过程所产生的一种大量固体废物,以煤矸石为原料制备分子筛不仅能为重金属离子废水找到一种切实可行的、廉价有效的吸附材料；与此同时,也达到了以废治废的目的,可对社会和环境同时产生益处,与环境治理的终极目标一致。本课题以煤矸石为基本原料,采用改进的碱溶法合成NaA和NaX型沸石分子筛,着重探讨了各合成要素对结晶产物的影响。结果表明,在氢氧化钠和煤矸石质量比为1.2、碱活化温度为650℃下焙烧3h、室温陈化18h、晶化温度为100℃和晶化时间为24h的条件下获得了目标产物。合成产物表征结果显示,环境扫描电子显微镜(E-SEM)图上可观察到原块状矸石已转化成形状规则且表面洁净的立方体的NaA型晶粒和八面体的NaX型晶粒,晶粒尺寸较均匀且分散较好。通过比对粉末X射线衍射图谱(P-XRD)进一步确定了两种分子筛的存在。通过外加硅源(硅酸钠)调节硅铝比(SiO2/Al2O3)研究其对产物结晶的影响。结果表明,当硅铝比4～10均能合成出晶相完好的NaX型沸石分子筛,但物理性质如比表面积、孔容和结晶度均有差异。投料硅铝比较高的终产物具有较大的比表面积和孔容,但考虑到沸石分子筛的稳定性和Al含量成反向关系,因此最佳的硅铝比定为6.0。以模拟含铜、镉、钴和铬离子废水为研究对象,考察了矸石基NaX型分子筛的吸附性能,初步研究了重金属离子溶液初始pH、浓度、接触时间等条件对吸附效果的影响。试验结果表明,随着初始pH的升高,四种离子的去除率开始逐渐升高后Cd2+和Cr3+的去除率下降；所合成的分子筛能在120min内达到吸附平衡且在前40min内去除率达90%,但初始浓度的增加会导致去除率的下降。动力学试验结果表明,二级速率方程能更好的描述该吸附过程且是由液膜扩散步骤和颗粒内扩散步骤共同决定的。等温吸附试验表明,矸石基NaX分子筛更符合Freundlich模型,说明其表面不均匀的分布着活性位点。以Langmuir模型为基础的矸石基NaX型分子筛对Cr3+, Cd2+, Cu2+and Co2+的最大吸附量是分别为39.08,41.4,45.15,46.53mg g-1与其他吸附剂比较起来也是一种具有竞争力的吸附材料。分子筛循环三次吸附试验显示其骨架结果保持完整为发生损坏,但表面出现部分坍塌,这说明其具有较好的稳定性。