磁性纳米复合材料因其独特的结构与性能,在催化、磁流体、生物医药、生化分离等领域有着广泛的应用。尤其是基于纳米级磁性颗粒制备得到的磁性复合材料,由于具有不同于常规磁性材料的超顺磁特性,因此可以通过外加磁场对其进行有效的分离与回收。重金属离子通过各种途径进入水体,并且在环境中不易转化,经过食物链的逐步富集,最终进入人体,当人体内重金属大量累积就会诱发各类疾病。因此,对重金属的去除已成为国内外研究的重要课题。核-壳型磁性吸附材料作为一类非常重要的磁性复合材料,在去除重金属离子方面也有着巨大的应用前景。四氧化三铁磁性纳米颗粒因兼有磁性和纳米级颗粒的特征而在许多领域获得了广泛的应用,但是,裸露的四氧化三铁磁性纳米颗粒本身存在易于团聚、分散性较差等缺点,而使用二氧化硅、聚合物等对其进行表面包覆后,不仅可以阻止其在溶液中的团聚,并且还可以提高其化学稳定性。而以二氧化硅包覆后的四氧化三铁磁性纳米颗粒表面具有大量的硅羟基,这些硅羟基还能进一步功能化,与各种偶联试剂反应将指定官能团共价接枝到磁性纳米颗粒表面,从而扩大其应用范围,使得设计与合成用于生化分析的磁性载体材料成为可能。本文主要研究内容有:（1）制备改性四氧化三铁磁性吸附材料,研究了磁性材料对铜离子的吸附能力及相关因素对材料吸附能力的影响;（2）分别制备了西玛津和桑色素分子印迹吸附材料,并研究了这两种吸附材料对各自模板分子的吸附能力。具体研究内容如下:1、第2章综述了重金属离子污染及其危害、重金属的分离富集方法;简要概括了超顺磁性氧化铁纳米颗粒的性质、制备方法;并列举了超顺磁性氧化铁纳米颗粒表面包覆二氧化硅的各种方法。2、第3章构建了改性磁性吸附材料的制备方法并研究了该材料对铜离子的吸附情况。以四氧化三铁磁性纳米颗粒为核层材料,以高比表面积的二氧化硅为壳层材料对其进行包覆,随后以3-MPTS为硅烷偶联试剂对包覆的磁性纳米颗粒进行巯基化修饰,最后再以VBIDA进行接枝聚合得到羧基封端的磁性复合材料,并研究了该材料对铜离子的吸附能力。在材料的制备过程中,首先采用共沉淀法制备出四氧化三铁磁性纳米颗粒,而后采用溶胶-凝胶法在其表面包覆二氧化硅壳层,制备出Fe₃O₄@SiO₂磁性纳米颗粒。然后,通过硅烷化反应在Fe₃O₄@SiO₂表面引入巯基,得到Fe₃O₄@SiO₂@SH,随后以AIBN为引发剂,在其表面接枝聚合VBIDA,最终制得羧基封端的磁性吸附材料Fe₃O₄@SiO₂@SH@VBIDA。采用元素分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、透射电子显微镜、振动样品磁强计、X射线衍射仪、热重分析仪、Zeta电位仪等对四氧化三铁系列磁性材料（Fe₃O₄、Fe₃O₄@SiO₂、Fe₃O₄@SiO₂@SH、Fe₃O₄@SiO₂@SH@VBIDA）的物质结构进行了鉴定表征。结果表明,制备的球形四氧化三铁纳米颗粒尺寸约为20 nm,其饱和磁化强度达到68.21emu/g,属于超顺磁性材料。二氧化硅包覆层厚度约为20 nm,包覆后纳米颗粒的饱和磁化强度降低至17.24 emu/g。以水溶液中的铜离子为研究对象,考察了Fe₃O₄@SiO₂@SH@VBIDA磁性吸附材料的吸附性能。实验过程中主要研究了吸附剂用量、吸附溶液p H值、溶液盐浓度以及温度等因素对材料吸附能力的影响。结果表明,吸附溶液的p H值和吸附剂用量对材料的吸附能力影响较为显著,材料的吸附能力随溶液的p H值以及吸附剂用量的增加而增加;吸附溶液的盐浓度对材料吸附能力的影响较小。通过对磁性吸附材料的吸附动力学、等温吸附特性、热力学特性以及吸附机理研究表明,磁性吸附材料Fe₃O₄@SiO₂@SH@VBIDA对水溶液中铜离子的吸附达平衡时间为30min左右。该吸附过程符合准二级动力学吸附模型,等温吸附研究结果表明吸附符合Langmuir等温吸附模型,在温度为293.15 K、303.15 K、313.15 K时的最大吸附量分别为221.24μg/g、264.55μg/g、292.40μg/g。室温下,负载铜离子的磁性材料用HCl溶液浸润洗涤6 h后用于循环吸附,表现出优良的循环使用能力。该磁性吸附材料的制备方法化学合成工艺简单、成本低廉、反应条件温和。在外加磁场的作用下,磁性材料即可实现快速的固液分离,有效提升了实验效率,同时也易于材料的回收和循环使用,该材料具有较好的应用前景,在研究铜离子的吸附与去除方面具有重要的意义。3、第4章分别以三嗪类物质西玛津和黄酮类物质桑色素为模板分子制备了两种不同的分子印迹聚合物。主要探讨了不同的单体、溶剂组成以及模板分子、单体、交联剂三者比例对制备的印迹聚合物吸附效率的影响。