水是人类生存和发展的基础。然而,随着经济的快速发展,大量来自于造纸、印刷、塑料和电子行业的偶氮染料和重金属离子被排放到水中,产生大量的废水,严重影响人体健康,水生物生存和生态系统的可持续发展。因此,发展一种能够有效去除水中染料和重金属离子的方法十分的迫切。吸附法由于经济高效,操作简单而得到了广泛的应用。吸附法的关键在于选择和制备一种高效、稳定、廉价和环保的吸附剂。到目前为止,已有大量的吸附剂被研究和报道,如:活性炭、粘土、高分子聚合物、硅纳米材料和金属氧化物。然而,这些吸附剂均存在某些缺陷,如:吸附性能差、不能循环利用和成本高。因此,开发具有大的比表面积、高吸附性能和低成本吸附剂是基础研究和应用的焦点。空心微球和分等级多孔结构的纳米材料,由于具有大的比表面积、空心结构及表面存在分等级孔结构等优势,在治理环境污染方面具有潜在的应用价值,而被广泛关注。如:NiO,WO₃,碳纳米管,Fe₂O₃和MgO,这些多孔金属氧化物吸附材料证明了分等级多孔结构可以有效地克服吸附剂存在吸附量少,平衡时间长和稳定性差等缺陷。本论文围绕印染废水中存在大量活性染料刚果红以及电镀废水中存在的重金属铬离子为吸附对像开展了一系列工作,主要思路是从金属氧化物出发,通过不同金属复配制备出不同结构的分等级多孔吸附材料和空心微球,获得分层多孔结构来增大纳米复合材料比表面积,使其吸附性能明显优于相应商业金属氧化物,且重现性和稳定性好,便于循环利用。本论文的主要内容涉及以下几个方面:（1）分等级多孔NiO-Al₂O₃纳米复合材料及刚果红吸附性能研究。通过简单的水热法制备NiO,Al₂O₃和NiO-Al₂O₃纳米复合吸附剂材料具有中孔（2-50 nm）和大孔（>50 nm）分等级孔结构。纳米复合材料的形态结构为2D纳米片构成的5mm微球。NiO-Al₂O₃样品吸附CR热力学数据较好的符合Langmuir模型且最大吸附量为375 mg/g,对水溶液中CR的吸附性能优于单一的NiO和Al₂O₃样品。其单分子层的最大吸附量分别为357,250和164 mg/g。NiO-Al₂O₃样品优越的吸附性能主要是因为分等级孔结构、较大的比表面积以及该材料在pH值为7的情况下表面带有正电荷。吸附动力学数据较好的符合准二级动力方程,对NiO-Al₂O₃样品吸附能的计算表明该样品对CR分子的吸附过程属于物理吸附。（2）分等级多孔NiO-SiO₂空心微球及吸附废水中刚果红染料性能研究。以SiO₂和镍盐做前驱体,使用共沉淀法,然后滴加碱液和煅烧,最终制备出NiO-SiO₂空心微球。利用X射线衍射（XRD）,场发射扫面电镜（FE-SEM）,氮气吸附-脱附等温线,傅立叶红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对样品粉末进行表征性测试。空心微球含有一个SiO₂壳,其表面附着分等级孔结构的NiO纳米片。其独特的形态结构使其具有大的比表面积及对刚果红染料表现出优越的吸附性能。吸附等温线数据能够被Langmuir吸附热力学模型描述,且样品Ni（OH）₂–SiO₂和NiO–SiO₂单层最大吸附量分别达到113.6和204.1 mg/g。样品对刚果红染料吸附属于物理吸附。吸附动力学数据吻合准二级动力模型。此外,循环再生实验表明NiO–SiO₂样品能够被反复使用去吸附刚果红染料。（3）分等级煅烧态的Ni/Mg/Al水滑石及对刚果红和Cr（Ⅵ）吸附研究。以NiSO₄、MgSO₄和Al（NO₃）₃混合溶液作为前驱体,尿素为沉淀剂,通过简单的水热法制备Ni/Mg/Al水滑石（NMA-LDHs）。通过600°C煅烧,NMA-LDHs转化为Ni/Mg/Al层状金属氧化物（NMA-LDOs）,在煅烧前后,形貌特征并未发生改变,依旧为分等级结构的花状空心微球。利用X衍射,场发射扫描电镜,透射电镜,元素面分布,傅立叶红外光谱,氮气吸附-脱附等方式对粉末样品进行表征性测试。并且作为吸附剂用于吸附溶液中CR染料和Cr（Ⅵ）离子。在30℃条件下,NMA-LDOs对CR染料和Cr（Ⅵ）离子的最大吸附量分别为1250和103.4mg/g。热力学研究表明在自然状态下,样品的吸附过程为吸热反应。准二级动力学和粒子内扩散动力学模型能够较好的描述样品的动力学吸附实验数据,Langmuir等温线模型能够较好的吻合吸附等温线实验数据。此外,共离子对NMA-LDOs吸附Cr（Ⅵ）的影响,根据影响效果排序为CO₃^2->SO₄^2->H₂PO₄^->Cl^-。制备的分等级空心NMA-LDOs微球是一种优越的吸附材料,用于去除废水中的污染物,由于其具有独特的分等级孔结构,价廉,制备简单和优越的吸附性能。（4）分等级多孔氧化锌（ZnO）微球的合成及其对刚果红吸附研究。以醋酸锌和尿素为前驱物,柠檬酸钠为模板剂,通过一步简单的水热煅烧法成功合成了分等级多孔氧化锌（ZnO）,并经过X-射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜,氮气吸附-解吸,傅里叶变换红外光谱分析仪进行表征。所制备的多孔氧化锌是由二维纳米片组装成直径为6-8μm的微球结构。所制备的分等级多孔氧化锌微球具有高比表面积（57 m²/g）,并用它对水溶液中的刚果红（CR）染料的吸附行为做了评价。吸附动力学数据可以用准二级动力学和粒子内扩散模型进行描述,而平衡吸附数据很好地符合了Langmuir等温吸附模型,最大吸附量为334mg/g。所制备的分等级多孔氧化锌表现出比商用氧化锌及其他各种材料更高的吸附刚果红的能力,因此它可以作为一种有效去除废水中阴离子有机染料的吸附剂。（5）分等级多孔ZnO/Al₂O₃微球的制备及其吸附性能研究。通过一步简单的水热法合成分等级多孔ZnO/Al₂O₃微球。产物通过X-射线衍射,傅立叶变换红外光谱,X射线光电子能谱,氮吸附-脱附,场发射扫描电镜,透射电子显微镜,能量色散X射线光谱学进行表征。所制备的分等级多孔ZnO/Al₂O₃复合材料作为吸附剂,去除水溶液中的刚果红（CR）染料。结果表明,ZnO/Al₂O₃复合材料对刚果红染料的吸附动力学数据可以用准二级动力学模型进行描述;平衡吸附数据很好地符合了Langmuir等温吸附模型,同时计算出的最大理论吸附量为396.8 mg/g,其高于纯的Al₂O₃和ZnO样品的最大吸附量。ZnO/Al₂O₃复合材料高效去除刚果红是由于其分层的多孔结构和高的比表面积（201m²/g）,这有利于刚果红分子的扩散和吸附。此外,再生性研究表明,ZnO-Al₂O₃复合材料具有良好的重复利用性和稳定性。实验结果表明所制备的样品可以作为一种高效的吸附剂去除废水中的阴离子有机染料。