目前,重金属和磷酸盐污染由于其对生态和人体的众多不利影响,已成为全世界关注的话题之一。吸附法由于其操作的简单性和灵活性、低廉的价格、良好的选择性和再生能力可被用于水中重金属和磷酸盐的去除,而应用的关键在于寻找一种高效、友好、经济的吸附剂。硅藻土由于其低价易得、多孔性、良好的渗透性和热稳定性等优点被认为是一种理想的吸附剂,但是较低的去除能力和分离的困难极大地限制了它的应用,需要寻求一些合适的方法提高硅藻土的性能,如将硅藻土与具有良好络合能力的氨基官能团和较强超顺磁性的Fe₃O₄结合在一起,将是一种理想的解决方法。首先,本文采用一步溶剂热法将Fe₃O₄纳米颗粒负载至硅藻土（diatomite,DTM）表面,合成了氨基化磁性硅藻土复合材料（Fe₃O₄/DTM）,并对其进行了粉末X射线衍射（XRD）、红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜/透射电镜/能谱（SEM/TEN/EDS）、比表面积（BET）和磁滞回归曲线（VSM）等表征。结果表明:大量的纳米Fe₃O₄微球已经成功负载至拥有不同孔结构的圆盘状DTM表面,介孔状Fe₃O₄/DTM合成成功;合成材料晶型良好,功能化官能团丰富（如羟基、氨基）,比表面积、孔容和孔径较大（50.3 m2/g、0.2408 cm3/g、8.7 nm）,超顺磁性较强（26.89 emu/g）,能够保证Fe₃O₄/DTM的良好吸附性能和分离性能。然后,将Fe₃O₄/DTM应用于水中Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的去除,通过实验条件的改变、动力学和等温线模型及相关的表征手段研究了其吸附条件、性能和机理。结果表明:Fe₃O₄/DTM对于Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的吸附能力相比于DTM有了极大的提高,20 min时便可达到吸附平衡,受溶液中Na+、K+、Mg²⁺、Ca²⁺等的影响较小。吸附动力学符合拟二级动力学,内部扩散阶段主导着整个过程的反应速率;吸附等温线符合Langmuir和Temkin模型,是一个易进行的均相单层的化学吸附过程,最大理论吸附量分别为51.65、42.17和7.12 mg/g。Zeta电位和XPS表征证实Fe₃O₄/DTM主要通过静电作用、表面络合和离子交换作用实现对Pb²⁺、Cd²⁺和Cu²⁺的去除。此外,在吸附后吸附剂Fe₃O₄/DTM在磁场作用下可实现快速分离,并且吸附质在酸处理后可得到回收。最后,将Fe₃O₄/DTM应用于水中磷酸盐的去除,详细研究了Fe₃O₄/DTM吸附磷酸盐的最优条件、性能及机理。结果表明:Fe₃O₄/DTM对磷酸盐的吸附在30 min时便可达到平衡,吸附过程受溶液pH值的影响,酸性条件下效果较好并且吸附后溶液pH值稳定在8左右。吸附动力学和吸附等温线分别符合拟二级动力学和Langmuir模型,内部扩散阶段主导着整个过程的反应速率,最大理论吸附容量为11.89 mg/g。吸附机理为静电吸引和配体交换。综上所述,Fe₃O₄/DTM很容易由低廉丰富的硅藻土合成,合成的材料拥有优秀的吸附、再生和分离性能,是一个良好的重金属和磷酸盐吸附剂,展现出良好的应用前景。