水体环境中的重金属元素具有高毒性,难降解的特点,进入人体中富集累积难以被排出体外,因而水体环境中重金属的去除是国内外学者普遍关注的热点问题,但传统方法或高成本、高能耗、操作繁琐复杂或去除效果较差、或去除效率低下,持续时间长。因此,寻找一种新型、廉价、环保并且对重金属处理效果好的重金属元素吸附剂成为解决问题的方法之一。本论文以丙烯酸交联改性后的壳聚糖为吸附剂,通过与纳米四氧化三铁的复合,通过正交实验系统分析了各试剂加入量对材料吸附性能的影响,制备出吸附容量大、吸附效率高、分离性能好、可回收再利用的改性壳聚糖磁性吸附材料。对模拟废水和模拟水底底泥的吸附行为研究,改变待吸附溶液的pH值、待吸附溶液的初始浓度、吸附时间、吸附温度等参数,计算吸附容量,以100 mg/L的铅、镉、铜溶液为研究对象,在温度为25℃溶液pH值为5时,两种材料对三种离子的吸附性能达到最佳。对Pb²⁺来说,未改性材料、丙烯酸改性材料与丙烯酸改性磁性材料的吸附容量分别为103.35 mg/g、197.05 mg/g、147.13 mg/g;对Cd²⁺来说,三种材料的吸附容量分别为93.75 mg/g、159.88 mg/g、131.80 mg/g;对Cu²⁺来说,三种材料的吸附容量分别为71.92 mg/g、147.45 mg/g、113.13 mg/g。改性后材料对三种离子的吸附性能均好于未改性材料。两种材料对三种离子的吸附时间2 d达到饱和,吸附量不再变化。通过两种材料对三种离子等温吸附数据的拟合,发现两种材料对三种离子的等温吸附过程更好的符合Langmiur吸附模型,因此可以推断出该吸附过程属于均匀的单分子层化学吸附。由Langmiur吸附模型拟合方程得到的理论饱和吸附容量与实际饱和吸附容量相差不大。考察了丙烯酸改性壳聚糖吸附材料和丙烯酸改性壳聚糖磁性吸附材料对Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺三种离子的吸附动力学和热力学行为。发现两种材料对Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺三种离子吸附过程主要有化学吸附、物理吸附和内扩散作用,其中以化学吸附为主,两种材料对Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺三种离子在20℃到40℃下吸附反应均为吸热反应。考察了丙烯酸改性壳聚糖磁性吸附材料对水底底泥样品中Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺三种离子的吸附过程,采用0.01 mol/L硝酸溶液、0.1 mol/L乙酸溶液、0.008 mol/L EDTA溶液和壳聚糖溶液为提取剂提取水底底泥样品中Pb²⁺、Cd²⁺、Cu²⁺三种离子,与丙烯酸改性壳聚糖磁性吸附材料的吸附效果作比较,发现其吸附效果优于其他几种提取剂对水底底泥中三种元素的提取效果,其Pb、Cd、Cu三种元素去除率依次为73.18%、71.12%、69.26%。