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随着现代工业的发展,染料和重金属废水的污染越来越严重,而吸附法是一种常见的水处理方法,寻找一种价廉易得的高效吸附剂,成为国内外研究的重点。LDH（layered double hydroxide）是一种层柱状双金属氢氧化物,是近年来发展迅速的一类新型无机纳米材料,由于其特殊的结构和理化性质,使得该类化合物在吸附领域展现出广阔的应用前景。本文合成并表征了磁性和功能化LDH,并采用静态的批次吸附实验对水中的染料和重金属进行去除,研究结果如下:（1）采用低饱和共沉淀法成功制备了Mg-Al-LDH,进行了X射线衍射（XRD）、比表面积测定（BET）、红外光谱（FTIR）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）和Zeta电位等表征。结果表明该Mg-Al-LDH晶型良好,为典型的六边形层状结构,比表面积为104m2/g,红外光谱峰中具有LDHs的特征光谱。能有效地去除水中活性红（RR）、刚果红（CR）和偶氮荧光桃红（AR1）三种红色染料,最佳吸附用量为0.10 g,吸附时间为60 min。在pH<10时,pH对三者的吸附效果均无明显影响。吸附动力学数据均符合拟二级动力学模型。吸附等温线符合Langmuir吸附等温式,饱和吸附量分别为59.49、37.16和108.0 mg/g,吸附机理为静电吸附和离子交换。（2）采用溶剂热法合成了Fe3O4纳米颗粒,然后采用共沉淀法合成了一种新型的磁性Fe3O4@Mg-Al-LDH复合材料,进行了XRD、BET、FTIR、TEM（透射电镜）、VSM（振动样品磁强计）和Zeta电位等表征,用于去除水中的三种红色染料（RR、CR和AR1）。表征结果表明Fe3O4@Mg-Al-LDH是Mg-Al-LDH和Fe3O4以物理方式结合而形成的复合纳米材料,具有超顺磁性。吸附实验研究表明该磁性复合材料对三种染料的吸附效果良好,且吸附速率很快,30 min即可达到吸附平衡,吸附动力学数据均符合拟二级动力学模型。在pH为2-10时,pH值对吸附效果没有明显的影响。在等温线方面,对RR的吸附符合Langmuir吸附等温式,对CR和AR1的吸附则符合Freundlich吸附等温式。而且对RR和CR的吸附是自发的吸热反应,对AR1的吸附则是自发的放热反应。此外,磁性Fe3O4@Mg-Al-LDH对RR、CR和AR1的最大吸附量高达97、253和92 mg/g,且能够通过磁分离实现快速的固液分离,表明磁性Fe3O4@Mg-Al-LDH对水中的RR、CR和AR1是一种高效的易于分离的吸附剂。（3）开展了Mg-Al-LDH和Fe3O4@Mg-Al-LDH去除溶液中的Cd2+的性能与机理研究。这两种吸附剂都能够有效的去除溶液中的Cd2+,在不同温度下,二者的吸附量可达到61.4-70.2 mg/g和45.6-54.7 mg/g。吸附动力学和等温线均分别符合拟二级动力学模型和Langmuir吸附等温线,且吸附过程都是自发的吸热反应。采用XRD和FTIR手段详细分析了吸附机理,结果表明Mg-Al-LDH和Fe3O4@Mg-Al-LDH对Cd2+的吸附是通过表面吸附、生成CdCO3沉淀和外层表面络合物而发生的。且Fe3O4和Mg-Al-LDH的结合能够使得粉末状吸附剂在外加磁场的作用下从溶液中快速分离。（4）采用低饱和共沉淀法成功制备了海藻酸钠（SA）插层的Mg-Al-SA-LDH纳米材料,表征结果表明该方法成功将SA插入到Mg-Al-LDH中。Mg-Al-SA-LDH对Cu2+、Pb2+、Cd2+的吸附能力明显高于未负载SA的Mg-Al-LDH,最佳吸附剂用量为0.05 g,吸附时间分别为120 min、240 min和90 min,均符合拟二级动力学模型,吸附速率大小顺序为Pb2+<Cu2+<Cd2+。Mg-Al-SA-LDH吸附Cu2+和Pb2+的过程均符合Langmuir模型,而吸附Cd2+的过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型。Mg-Al-SA-LDH吸附溶液中的Cu2+、Pb2+、Cd2+的主要机理是:（i）重金属离子与Mg-Al-SA-LDH表面的Sur-OH或Sur-O-发生结合或络合反应;（ii）同构置换;（iii）在Mg-Al-SA-LDH表面生成重金属的氢氧化物或碳氧化物;（iv）与Mg-Al-SA-LDH层间的功能基团发生螯合作用。上述结果表明,本文合成的Mg-Al-LDH和磁改性以及SA插层改性的功能化LDH,可以有效的去除水中的染料和重金属,这为废水中染料和重金属的去除提供一定的理论基础和功能材料。