随着经济的快速发展，近代工业也取得了长足的发展，而由此引发的环境问题也变的日益严重。尤其是重金属和有机染料的污染引起了人们的广泛关注，这是由于重金属离子不能够分解，在生物体内易累积，再通过食物链进入到人体中，会危害人类的健康。由于有机染料废水中含有大量有毒的有机残留物、酸、碱及无机物而毒害环境，其中有些染料中的对二胺联苯类的有毒化学物质可能会引发癌症和诱导有机突变，有机染料废水排放到水体中不仅会影响水体的美观，而且会降低阳光的透射率从而导致光合作用的减少。因此，能够有效地去除重金属离子和染料变得非常有必要。油页岩又称为干酪根，是分布在岩石中的一种沉积岩，由碳氢有机化合物构成的固体物质。油页岩被认为是世界上最大的能源之一。近年来,由于石油价格的上升，油页岩被看作是石油的替代能源。然而,在油页岩的燃烧过程中会产生大量的副产品油页岩灰渣，这些灰渣会产生严重的环境问题。因此，非常有必要对灰渣进行妥善处理和利用。目前，一些研究人员致力于使用石油页岩灰作为一种低成本且有效的吸附剂材料来去除废水中的重金属离子。本文以油页岩灰渣作为原料成功地合成了Na-A沸石，并以合成的沸石作为吸附剂去除水溶液中的重金属离子和有机染料；还以油页岩灰渣中的铝作为铝源，成功地制备了疏水的氧化铝气凝胶。这些工作为油页岩灰渣的综合利用提供了新的方向，具有很大的理论和现实意义。本论文主要进行了以下几方面的工作：1.以油页岩灰渣为原料成功的制备了Na-A沸石，并对合成的沸石中NaOH/OSA的质量比进行了探索和优化，确定了NaOH/OSA最佳质量比的比值为1.6。并对合成的产品进行了表征，合成的沸石具有立方体结构，平均粒径在2μm左右，由孔径分析表明合成的沸石属于介孔材料，合成沸石的比表面积比油页岩灰渣提高一倍，由此表明此沸石具有作为高效吸附材料的潜力。2.以合成的Na-A沸石与油页岩灰渣去除水溶液中的重金属离子Cu2+，探讨了吸附剂的浓度及溶液的pH值对吸附的影响，同时也研究了吸附等温线、动力学和热力学，实验结果表明：合成Na-A沸石在去除Cu2+离子溶液时，pH值在5-6最佳；吸附等温线研究表明吸附的过程符合Langmuir吸附等温线，Na-A沸石吸附效果远高于油页岩灰渣吸附效果，Na-A沸石对Cu2+最大吸附量为156.7mg/g，油页岩灰渣的仅为38.9mg/g；动力学结果表明吸附过程符合拟二级动力学过程；热力学数据分析表明ΔG值为负， Δ H值为正，表明吸附过程为自发的吸热过程。3.以合成的Na-A沸石作为吸附剂去除水溶液中的亚甲基蓝和刚果红，研究了影响吸附的各种因素。通过对吸附等温线的拟合，发现吸附过程符合Langmuir吸附等温方程，计算得到了沸石对亚甲基蓝和刚果红理论的最大吸附量分别为18.73mg/g和31.05mg/g。对实验数据进行拟一级动力学方程和拟二级动力学方程拟合后，计算得到各种参数及相关系数。结果表明：吸附的过程倾向于符合拟二级动力学方程。4.以油页岩灰渣中的铝作为铝源成功地制备了疏水的氧化铝气凝胶。使用了三甲氧基甲基硅烷(MTMS)和正硅酸乙酯(TEOS)作为改性剂对气凝胶进行疏水改性，且对改性后的性质进行了研究。与未改性前相比，使用MTMS和TEOS改性后的接触角分别为54°和110°。此性能利于其作为吸附剂载体及吸附剂在水处理方面的应用。MTMS及TEOS改性后的气凝胶作为吸附剂去除水溶液中的亚甲基蓝吸附量分别达到了22.36mg/g和24.31mg/g。在去除废水方面有一定应用的潜力。5.本文还合成了磁性壳聚糖复合材料，并研究了该材料对重金属离子Cu2+和Pb2+的吸附性能，对于Cu2+和Pb2+去除的最佳pH值分别为5.0和6.0，符合Langmuir吸附等温线，最大吸附量分别为64.35mg/g和224.21mg/g。动力学符合拟二级动力学过程，热力学过程属于放热过程。