工业经济的快速发展和人们生活水平的提高,重金属离子和有机染料严重超标的工业废水以及生活污水直接排入水体,导致水资源污染,造成水资源浪费,严重危害人体健康,因此需要寻找一种简单高效的方法解决水污染问题。在众多解决方法中吸附法因具有操作简单、成本低、可大规模使用等优点已成为目前处理水污染问题最常用也是最有效的方法之一。吸附剂是吸附法的核心部分,金属氢氧化物具有环境友好、吸附性能优异以及成本低的特点,作为常用吸附剂引起了越来越广泛的关注。其中氢氧化镁是一种性能稳定的中强碱,表面分布着大量的羟基基团使其具有很高的表面自由能,因此氢氧化镁具有很强的吸附性,同时氢氧化镁作为水处理材料储量丰富,生产工艺简单,无毒无二次污染,在废水处理方面应用广泛,受到很多科学工作者的青睐。目前科学工作者主要通过控制合成方法改变氢氧化镁的微观结构提高其吸附性能,纳米结构的氢氧化镁不存在内部扩散阻力,加快吸附速率,但是纳米结构的氢氧化镁难于与水体分离。随着电化学沉积理论和试验研究的不断深入,电化学沉积技术被大量用于纳米材料、氧化物薄膜等非常规性能新材料的制备和环境保护。因此本论文提出在二氧化钛纳米管表面采用电沉积的方法负载一层氢氧化镁薄膜结构即Mg（OH）₂/TNA薄膜结构作为废水处理的吸附剂,氢氧化镁提供的大量羟基可以附着在二氧化钛纳米管表面,吸附溶液中的重金属离子和有机染料,吸附的物质会与羟基形成络合物固留在二氧化钛纳米管表面,吸附完成后随二氧化钛纳米管取出,减少了工艺的复杂性。主要研究如下:阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管（TNA）表面规整没有杂质,纳米管管径统一,高度有序增大了TNA比表面积,可以作为后续实验的载体。采用脉冲电沉积法制备Mg（OH）₂/TNA薄膜结构,通过优化导向剂用量和沉积时间筛选出性能较优的Mg（OH）₂/TNA薄膜结构,探究其对废水中的重金属离子(Pb²⁺)和有机染料甲基橙（MO）的吸附性能。研究表明Mg（OH）₂/TNA薄膜结构对Pb²⁺和MO吸附均符合Langmuir模型,对Pb²⁺和MO的最大吸附量分别为1468 mg/g和868 mg/g。通过EDS和XRD分析,Mg（OH）₂/TNA吸附废水中Pb²⁺主要是发生了化学反应生成了Pb₃（CO₃）₂（OH）₂,该物质可以固留在TNA表面,吸附完成后随TNA直接取出,减少了工艺的复杂性。采用循环伏安法在制备Mg（OH）₂/TNA薄膜结构。通过改变沉积速率和循环次数等工艺参数筛选出性能较好的Mg（OH）₂/TNA薄膜结构。以该结构为研究对象,探究其对废水中的重金属离子(Pb²⁺)和有机染料甲基橙（MO）的吸附性能。研究表明Mg（OH）₂/TNA薄膜结构对Pb²⁺和MO吸附也符合Langmuir模型,对Pb²⁺和MO的最大吸附量分别为1858 mg/g和1156 mg/g。通过吸附Pb²⁺前后XPS分析说明Mg（OH）₂/TNA吸附Pb²⁺主要是化学吸附,吸附过程中生成了Pb₃（CO）₃（OH）₂和Pb O物质,同样也说明了被吸附的物质可以固留在TNA表面。循环伏安法制备的Mg（OH）₂/TNA薄膜结构对Pb²⁺最大吸附量比脉冲电沉积法制备的Mg（OH）₂/TNA薄膜结构对Pb²⁺最大吸附量提高了1.27倍,对MO的最大吸附量提高了1.33倍。本试验采用阳极氧化和电化学沉积的方法在TNA表面沉积一层多孔状的氢氧化镁结构,通过探究其性能发现循环伏安法制备的Mg（OH）₂/TNA结构疏松多孔,均匀性高,相比脉冲电沉积法制备的Mg（OH）₂/TNA具有更高的比表面积,因此具有更高的吸附性能。