随着现代工业的快速发展,中国面临极其严峻的水体污染问题,特别是工业废水中的铅、汞以及锑导致的污染,严重危害着人体健康。金属-有机骨架材料是一种新兴的多孔材料,具有比表面积大、孔隙率高、结构多样、表面易修饰等特点,是一类潜在优良的水处理吸附剂。本文通过氨基、巯基等官能团对金属-有机骨架材料MIL-101及Zr-MOF进行改性,或将改性后的Zr-MOFs材料通过高温煅烧得到新型结构的金属氧化物,从而为吸附法处理水中重金属方面提供了新思路,拓宽了MOFs在处理重金属方面的应用。本文主要研究内容有:1、首先通过水热法一步合成具有大比表面积及不饱和金属位点的MOFs材料MIL-101,然后采用后修饰的方法,通过嫁接不同量的乙二胺,将氨基官能团引入到MIL-101上,得到一系列ED-MIL-101。通过XRD、FT-IR、SEM、TEM、XPS等表征方法证实成功合成含有氨基的ED-MIL-101。ED-MIL-101（5 mmol）对Pb（II）的最大吸附容量高达81.09mg·g-1,吸附过程更符合Langmuir吸附等温模型,为单层吸附。D-R等温吸附模型表明ED-MIL-101对Pb（II）吸附的过程中化学吸附占主导作用。动力学研究表明吸附过程只需30min达吸附平衡,更符合拟二级动力学吸附模型。选择性实验表明ED-MIL-101对Pb（II）有较高的选择性和识别能力。此外,ED-MIL-101对实际废水中Pb（II）的去除率高达97.22%,能有效去除实际废水中Pb（II）。2、首先合成含有巯基官能团的有机配体2,5-二巯基对苯二甲酸,再与ZrCl4在DMF溶剂下合成巯基功能化的Zr-MOFs（Zr-DMBD）。XRD和SEM表明Zr-DMB与UiO-66具有相同的拓扑结构,FT-IR证实Zr-DMBD表面含有大量的巯基官能团。吸附实验表明Zr-DMBD对Cu（II）、Cd（II）、Pb（II）及Hg（II）的最大吸附容量分别为40.2mg·g-1、43.8mg·g-1、97.0mg·g-1和171.5mg·g-1,远强于UiO-66的吸附能力,且吸附过程更符合Langmuir吸附等温模型。D-R等温吸附模型表明化学吸附在吸附过程中占主导作用。动力学表明Zr-DMBD对重金属吸附速率快,20min内就达到了吸附平衡,更符合拟二级动力学吸附模型。选择性和重复利用实验表明Zr-DMBD对Hg（II）有超强的识别能力和良好的再生性能。此外,Zr-DMBD对废水中Cu（II）、Cd（II）、Pb（II）和Hg（II）的去除率可达99.45%,可处理Hg（II）的有效柱体积高达840BV,有望成为处理实际废水中重金属的良好吸附剂。3、首先合成了一系列Zr-MOFs材料UiO-66、UiO-66-NH2及Zr-DMBD,然后通过不同高温煅烧得到不同相态结构的ZrO₂材料,并用XRD、SEM、FT-IR等方法对材料进行表征。吸附实验表明,在900℃条件下煅烧Zr-MOFs合成的ZrO₂比其他温度煅烧得到的ZrO₂吸附Sb（III）能力更强。900℃煅烧UiO-66、UiO-66-NH2及Zr-DMBD合成的ZrO₂对Sb（III）的最大吸附容量分别为46.32mg·g-1、54.29和72.10mg·g-1,远远大于煅烧ZrO（OH）2得到的ZrO₂。吸附过程更符合Langmuir吸附等温模型,属于单层吸附。D-R等温吸附模型表明吸附Sb（III）过程主要为化学吸附。动力学吸附研究表明Sb（III）在前20min内吸附速率比较快,吸附平衡时间为60min,吸附过程中速率主要受化学吸附作用影响,符合拟二级动力学吸附模型。此外,溶液pH对Sb（III）吸附影响很大,吸附溶液最佳pH值为8。总体来说,由Zr-MOFs在900℃煅烧合成的ZrO₂对水中Sb（III）有很好的吸附能力。