土壤重金属污染问题已成为我国日渐突出的重大农业生态环境问题,对经济、社会和现代农业的可持续发展构成了严重威胁。如何克服目前土壤钝化、植物修复在农田土壤重金属修复方面的不足之处?研发低成本、高效率、无二次污染的农田重金属控制和修复技术迫在眉睫。磁性纳米功能化材料在治理水环境污染领域受到了广泛关注,显著优势在于某些磁性功能化材料对于重金属有优异的吸附性能,且可在外加磁场下快速分离,实现重金属的回收。基于重金属在土壤中的赋存形态,将重金属固载、富集在一些特定磁性功能化材料上,结合农业工程技术回收这些材料,实现农田重金属污染的原位去除是具有发展潜力的一种方法。本文以纳米Fe3O4作为磁核,在表面包覆硅酸盐等无机物进行修饰,制备了一种新型超顺磁性微纳米Fe3O4@Si O2功能化材料（以下简称MFS）,探讨了MFS对实际农田污染土壤镉的去除效率及影响因素,为新型超顺磁性微纳米功能化材料在土壤污染修复方面的开发与应用奠定基础,对于我国农田重金属污染的快速、低成本、彻底修复具有重大意义和实际应用价值。主要结果如下:（1）新型超顺磁性微纳米MFS功能化材料制备及吸附动力学/热力学:以铁盐、亚铁盐、正硅酸乙酯为主要试剂,采用共沉淀法制备出了纳米MFS复合材料。以镉为目标污染物,进行静态吸附试验,试验表明MFS对溶液中的Cd有较好的吸附效果,在吸附的2h内,可达到平衡状态,吸附过程符合准二级动力学方程,分内扩散、外扩散两个阶段控制;Langmuir和Frundlich模型一般用来描述等温吸附特征,在温度分别为298K、308K、318K时,MFS对Cd2+的最大吸附量分别为59.42 mg·g-1、66.58 mg·g-1、71.59 mg·g-1,温度升高可促进反应进行;随初始p H的增加,MFS对Cd2+的吸附量增大,最佳初始p H为6～7;溶液中的干扰离子对吸附反应存在一定的抑制作用,干扰阴离子的影响为Cl->NO3->SO42-,干扰阳离子的影响为Mg2+>Na+>Ca2+;热力学参数ΔG、ΔH、ΔS表明MFS材料对Cd的吸附是一个自发、吸热、熵增的过程。（2）结构表征及机理分析:BET、XRD、FTIR结构表征表明Si O2成功修饰在Fe3O4表面,修饰后比表面积增大为72.86m~2·g-1;Cd2+成功吸附到MFS表面,且不会破坏MFS材料的主体结构;SEM图谱证实MFS分散情况较好且形貌较为完整,表面突出的颗粒为较规则的球形,球体直径约38.70nm,XRD、EDS能谱以及XPS图谱揭示Cd2+被成功吸附到材料上,与材料表面的-OH发生配位;吸附后MFS纳米颗粒与镉团聚在一起,内外表面积减少;磁滞回线分析（VSM）分析表明尽管吸附Cd2+后MFS的饱和磁化强度有所降低,但吸附Cd2+前后以及再生后的MFS磁性材料均表现出典型的超顺磁行为,在外加磁场的作用下可快速将MFS从溶液中分离出来;BET、XRD、FTIR、SEM结构表征表明再生后的MFS比表面积、饱和磁性强度、形貌特征等基本恢复,具有重复利用潜能。（3）MFS对污染土壤中镉的修复试验表明:随MFS投加量的增加（0～1.5%）土壤镉的去除率增大,总镉最佳去除率为23.20%,有效态镉最佳降低率为35.94%;随修复时间的延长,对土壤镉的去除率越大,在修复30d时,去除率达到最大;投加吸附材料后镉的形态变化为酸可溶态及可还原态的去除率最高,其次为可氧化态,残渣态变化不大,分别转化了32.56%、30.85%、20.90%、1.32%。材料对不同污染程度镉的去除率分别为16.27%、17.58%、19.62%、22.47%、21.63%、21.52%,即随着污染程度的加重,材料对镉的去除率逐渐升高趋于平衡;土壤p H、离子强度、有机质含量对MFS材料吸附镉的过程均有不同程度的影响,随土壤p H的增加,总镉、有效镉去除率降低;土壤溶液Na+离子强度及有机质含量的增加均会抑制材料对镉的吸附。（4）有机酸活化剂联合MFS修复镉污染土壤:在实际污染土壤中添加了活化剂酒石酸、柠檬酸增大了镉的去除率,MFS对土壤中总镉去除率分别为22.36%、21.97%;柠檬酸活化镉污染土壤后,酸可溶态、可还原态、可氧化态下降率增大,分别转化了47.00%、28.45%、17.00%、1.93%,酒石酸活化效果与柠檬酸相同,但柠檬酸活化处理效果稍优于酒石酸,其总镉去除率更高;用磁棒回收土壤中的材料,洗净冻干后测量回收率在79.47%～88.5%。