近年来，水体污染已经对环境和人类健康产生了严重影响，采用吸附剂处理水体中的重金属离子和染料污染成为了研究热点之一。探索纳米材料在水体污染处理中的应用有望突破现有吸附剂的吸附量和吸附选择性等极限。本论文选择性研究了几种无机纳米材料和结构的可控制备以及它们在水中去除重金属离子/染料的行为和机理。主要研究成果如下:　　 1.用水热法合成了羟基磷酸锶纳米棒并研究了其固定酸性溶液中铅离子的特性。羟基磷酸锶纳米棒在pH为2.5的酸性溶液中铅离子固定量达到1482±127mg/g。其固定铅离子过程可以在15分钟内达到平衡。机理研究表明固铅过程是通过溶解和沉淀实现的。羟基磷酸锶纳米棒在处理实际冶矿污水时展示出对铅离子固定的高度选择性。　　 2.用水热法制备了磷酸钡纳米片并研究了其吸附水溶液中甲基蓝染料的特性。结果表明磷酸钡纳米片对甲基蓝的饱和吸附量可以达到1500±109mg/g，温度和pH对饱和吸附量影响较小，吸附等温线符合Freundlich模型。吸附过程在30分钟内可达平衡，吸附动力学符合二级动力学模型和多阶段的颗粒间扩散模型。在重复使用5次后吸附量的降低小于5％。吸附机理研究表明在吸附界面形成的离子键和氢键是磷酸钡与甲基蓝之间的主要相互作用力。　　 3.研究了沉淀法制备的氧化锌纳米颗粒对甲基蓝分子的吸附特性。氧化锌纳米颗粒在20分钟内的饱和吸附量可达10.70±0.80mmol/g。吸附等温线符合Temkin模型，吸附动力学符合二级动力学和两阶段的颗粒间扩散模型。机理研究表明离子键是甲基蓝在氧化锌纳米颗粒上吸附的主要相互作用。　　 4.制备了Fe3O4-SiO2-聚邻苯二胺亚微米复合颗粒并研究了其吸附水溶液中As(Ⅲ)、Cu(Ⅱ)和Cr(Ⅲ)离子的特性。吸附等温线和动力学数据分别符合Freundlich和二级动力学模型。在30℃、最佳吸附pH值(6.0、5.3、6.0)下，该复合颗粒对三种金属离子的饱和吸附量依次为As(Ⅲ)（83.7±2.3mg/g）、Cr(Ⅲ)(76.5±2.1mg/g)和Cu(Ⅱ)(64.5±1.7mg/g)。该材料在自来水、海水和酸碱溶液中仅析出少量的Fe(≤1.7wt％)和邻苯二胺（≤4.9wt％），且经酸处理后可重复使用。　　 上述结果有助于用于高效处理污水中的金属离子和染料材料的设计和探索。