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三卤甲烷（THMs）是饮用水中含量最高、分布最广的一类消毒副产物(DBPs)。随着水源水有机微污染的加剧和饮用水中投氯量的增加，势必造成水体中的三卤甲烷（THMs）等消毒副产物（DBPs）的含量持续升高。由于此类物质具有致癌和致突变性，对人类健康构成极大的威胁，现已引起了环境工作者的极大关注。目前国内外对三卤甲烷（THMs）的有效处理技术主要集中于膜分离法和吸附法。其中，活性炭、反渗透膜及大孔吸附树脂应用十分广泛，但存在运行成本高、吸附性能不足等弊端，因此，寻求对THMs有较好选择性、高吸附性能且经济的吸附材料来去除水中THMs及其吸附理论的深入研究是十分必要的。本论文旨在通过电子催化剂再生原子转移自由基聚合（ARGET ATRP），在高交联大孔树脂孔隙表面上接枝甲基丙烯酸酯的聚合物刷结构，对树脂孔隙表面进行改性制备新型吸附材料，并以氯仿这一典型THMs为目标污染物，系统研究合成的吸附材料对水中低浓度氯仿的吸附性能和吸附机理，主要工作和研究成果如下：根据吸附剂和吸附质的化学结构、极性、吸附位点和吸附质的疏水效应等性质，辅以量子化学计算方法选择了适合吸附THMs的基体材料和接枝单体。对氯甲基化聚苯乙烯大孔树脂基体材料（HPD300）和聚合加成方式、聚合机理及合成路线进行了设计，将HPD300做为接枝的基体和大分子引发剂，其中氯甲基为功能基团；分别以三种甲基丙烯酸酯为单体，通过ARGET ATRP聚合可以方便地控制单体分子以“从表面接枝”的方式缓慢地生成高接枝密度，厚度约4~7nm的聚合物刷，对聚合反应的影响因素进行了讨论，确立了最佳方案；结果表明，聚合物层厚和接枝密度分别与聚合物刷的平均孔径和比表面积线性相关，建立了用平均孔径和比表面积的测定值来间接表征聚合物刷层的平均厚度和接枝密度的方法；提出了用反应时间控制接枝树脂的平均孔径和比表面积，实现对孔结构参数的调控，制备了高密度聚合物刷。借助XPS、FTIR、SEM、TEM和物理化学吸附/脱附仪等手段对基体材料和接枝产物的表面化学组成、化学结构、微观形貌和孔结构参数进行了表征，获得了聚合物刷层厚度等信息，指出了聚合物刷层厚度与反应时间、孔结构参数有关。通过接枝密度、链间距、均方末端距和均方旋转半径等参数的测定对合成的聚合物刷的构象进行了表征，结果表明符合聚合物刷的构象。对接枝产物静态和动态吸附性能、吸附动力学以及脱附和再生性能进行了测试，并与现有的吸附剂进行了对比。实验结果表明：接枝聚合物刷后的材料在吸附速率（效率）、吸附容量等特性均显著好于接枝前和活性炭类吸附剂，接枝不同的功能基团对氯仿的吸附选择性不同。其中接枝甲基丙烯酸羟乙酯的HPD300-HEMA综合性能相对较高。接枝后的吸附材料对氯仿的吸附都能很好地符合Freund lich经验方程。通过热力学参数△H、△G、△S和密度泛函方法对前线分子轨道分布及能量值、平衡吸附构型及吸附能等参数的计算，揭示了接枝产物的吸附机理。计算结果表明，HPD300接枝聚合物刷材料具有物理吸附和化学吸附双重特性。综合以上研究结果，采用ARGET ATRP机理可以通过控制聚合物刷的分子量和接枝密度对吸附材料的孔结构参数进行调控。该吸附材料比未经接枝的树脂具有更大的比表面积、更合理的孔径分布和孔容积，吸附质在聚合物刷上呈三维立体吸附结构，物理吸附容量很高；同时还带有极高密度的官能团，与吸附质之间可以产生多重作用力，形成了一定化学吸附的选择性吸附容量。对模拟和实际水样中THMs进行吸附性能测定，结果表明，聚合物刷吸附材料具有较好的吸附性能。