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水污染是工业化和城市化伴随而来的一个很严重的问题。矿冶、机械、制造、化工、电气、仪表、建筑、国防等工业生产过程中排出的含铅、镉、汞、铬、铜、镍等重金属离子的废水,是对水体污染最严重的工业废水之一。重金属在水体和土壤中不能被微生物降解,只能发生各种形态的相互转化、分散和富集过程,它们对人类健康和生态环境可造成无法逆转的严重伤害。因此,重金属废水的处理非常关键。目前世界各国采用的重金属废水处理方法主要有化学法、物理法和生物法等。与其它处理方法相比,吸附法具有操作简便和成本低等优点。因此,寻找具有广泛应用前景且经济、环保、高效的新型吸附剂材料具有重要的意义。本文使用壳聚糖为原材料,与功能烯烃单体进行控制接枝聚合,再适度交联,制备了三种改性壳聚糖纳米材料,对其形貌和结构进行了表征,并研究了它们对水溶液中重金属离子的吸附性能。具体内容如下:1.Pb2+模板交联壳聚糖纳米吸附剂的制备及其吸附性能以Pb2+作为模板离子,通过壳聚糖与丙烯酸的控制接枝聚合,然后再与戊二醛适度交联,制备了铅模板壳聚糖纳米颗粒吸附剂（PAACS）。采用FT-IR、XRD、SEM和元素分析等方法对该产物的形貌和结构进行了表征。比较了该吸附剂对不同重金属离子的吸附容量并系统研究了该吸附剂对Pb2+的吸附性能。结果表明,该产物是直径为50-200 nm的纳米颗粒,对Pb2+有吸附选择性。在溶液pH值为5、温度为303 K时,最大吸附量可达734.3 mg g-1,高于其它经文献报道的模板产物。吸附过程符合拟二级动力学方程和Langmiur吸附等温模型。吸附是自发过程。温度超过303 K时,吸附由化学过程转化为物理过程。吸附剂可用EDTA脱附再生,因此可作为一种高容量和具有选择性的吸附剂用于含Pb2+的废水处理。2.聚马来酸接枝交联壳聚糖的制备及其对Hg（II）的吸附性能研究壳聚糖接枝聚马来酸后再与戊二醛交联,制得一种新型的壳聚糖纳米吸附剂（PMACS）。运用FT-IR、XRD、SEM、TGA等方法表征了吸附剂的形貌和结构,比较了该吸附剂对不同金属离子的吸附性能,系统研究了该吸附剂在不同条件下对Hg2+的吸附情况。实验结果表明,PMACS是平均直径为496 nm的纳米聚集体,对Hg2+有较高的吸附选择性,303K时的最大吸附量可达1044 mg g-1（pH=6）,接近目前文献报道的吸附剂中的最高吸附量。动力学研究表明,该吸附过程服从拟二级动力学模型,主要由化学过程控制。吸附等温线与Langmuir等温模型非常吻合。热力学研究表明,该吸附是吸热的自发过程。吸附容量随温度升高而增大。吸附剂可以用EDTA回收。因此,该材料作为一种选择性和高容量的吸附剂有望应用于含Hg2+的污水处理。3.聚衣康酸接枝交联壳聚糖纳米材料的制备及其吸附Hg2+、Pb2+的性能研究壳聚糖通过与衣康酸进行适度的接枝聚合,然后再与戊二醛适度交联,成功制备出了聚衣康酸接枝交联壳聚糖纳米吸附剂（PIACS）。该吸附剂的形貌和结构分别用FT-IR、XRD、SEM和TGA进行了表征,并研究了该吸附剂对Hg2+、Pb2+的吸附性能。结果表明,该吸附剂对Hg2+、Pb2+的吸附最佳pH分别为6和5,在303 K时的最高吸附容量分别为870.1 mg g-1、1320 mg g-1。两者的吸附过程均符合拟二级动力学和Langmiur吸附等温模型。热力学实验表明,当温度由293 K升高至333 K时,PIACS对Pb2+的吸附是自发的放热过程,而对Hg2+的吸附则几乎不受温度的影响。重复性实验表明,该吸附剂吸附Hg2+、Pb2+后均可用EDTA脱附再生。上述三种接枝交联壳聚糖纳米吸附剂,对废水中的重金属离子Pb2+和Hg2+具有较高的吸附量和较好的吸附性能。因此,它们在相关重金属离子的废水处理中将具有良好的应用前景。