吸附法由于其操作过程简单、吸附效率高、耗资低而被认为是高效且经济的重金属和染料废水处理方法。另外,吸附过程有时是可逆的,吸附剂可以通过合适的解析过程再生,继而循环利用,既环保又经济。许多低成本的吸附剂已经被研发出来并用来吸附废水中的染料和金属离子。吸附法已被证明在废水处理中有很好的应用前景。目前,吸附材料主要存在吸附容量偏低、吸附剂难以回收等问题。故本论文以天然高分子壳聚糖为吸附主体,以提高吸附容量和解决吸附剂回收为目的,成功制备了两种磁性纳米材料Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA和Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA-GO,和一种复合水凝胶X-CS/NIPAAm。并且研究了其对水中重金属离子和染料的吸附性能,讨论了相关作用机理,为其实际应用奠定了一定的理论基础。在第二、三章中,首先通过溶剂热法合成了Fe₃O₄磁性核,颗粒的直径大约为460纳米;然后通过改进的St?ber法在Fe₃O₄磁性核上包覆一层薄的SiO₂壳,其厚度大约为64纳米;接下来将壳聚糖通过戊二醛交联在SiO₂壳表面,最后将含有大量氨基的三乙烯四胺接在Fe₃O₄@SiO₂@CS表面。在此基础上,为了进一步提高复合微球的比表面积,我们将Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA磁性纳米颗粒通过酰胺化反应接到GO表面得到Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA-GO复合材料。用TEM、SEM、XRD、FT-IR和VSM对材料形貌和结构进行测试。将Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA和Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA-GO磁性复合材料作为吸附剂应用在含Cu（II）和MB的水处理中,并考察了溶液p H、初始浓度、吸附时间和吸附温度对吸附效果的影响。吸附等温线和吸附动力学分别符合Langmuir等温模型和准二级动力学模型,且Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA对Cu（II）和MB的最大吸附量分别达到256.7 mg/g和312.3mg/g;Fe₃O₄@SiO₂@CS-TETA-GO对Cu（II）和MB的最大吸附量分别达到324.7 mg/g和529.1 mg/g。另外,在20分钟内材料对Cu（II）和MB就能达到吸附平衡。材料有这么好的吸附性能是因为吸附剂表面上有大量的官能团。在第四章中,我们制备了一种X-CS/NIPAAm复合水凝胶。并将其作为吸附剂应用在含Cu（II）,Pb（II）和Ni（II）的水处理中,且其对Cu（II）,Pb（II）和Ni（II）的最大吸附量分别为125.3 mg/g,185.5 mg/g和71.8 mg/g。在30分钟内材料对Cu（II）,Pb（II）和Ni（II）就能达到吸附平衡。材料有这么好的吸附性能是因为吸附剂表面上有大量的官能团。另外,为了讨论材料对Pb（II）的选择吸附性能,我们做了单体系,双体系和三体系的吸附实验,并引入软硬酸碱理论对选择性吸附机理做了详尽讨论。另外,X-CS/NIPAAm复合水凝胶有良好的重复利用性能和易回收的性能。