粘土类吸附剂由于其特殊结构而具有良好的吸附和离子交换性能及其低廉的价格和丰富的储量,在废水处理众多领域表现出广阔的应用前景,但直接使用粘土粉料或改性粘土进行水处理,易造成二次污染,且不利于回收再利用。沿着对天然粘土材料进行改性或人工设计组装性能优越的吸附材料的研究思路,针对上述问题,本研究以粘土为骨料,通过添加无机造孔剂,在低温欠烧状态下来烧制陶粒,得到性能优良、可回收利用的廉价吸附材料,研究了陶粒性能、改性及其对水中重金属离子吸附方面的应用。以粘土为骨料,选用煤粉(5%)和石墨(15%)作为复合造孔剂,添加1.5%蛭石改性,烧制成功粘土质多孔陶粒,其显气孔率为67.87%、体积密度可达0.93g/cm3。陶粒性能受造孔剂种类、复合造孔剂配比和蛭石添加量的影响,随石墨添加量的增加,显气孔率先增后减,体积密度呈相反的变化趋势;蛭石的添加,可以补偿部分陶粒体积收缩,且能改善陶粒孔型和结构,提高显气孔率,降低体积密度,提高陶粒抗粉化率。粘土质多孔陶粒体密度低、气孔率高、表面粗糙,对污水中重金属离子Cu2+、Pb2+和Cd2+具有较好的吸附性能。吸附过程由表面吸附和平衡吸附两阶段形成,吸附初期有较高的吸附速率,在一定时间内即可达到吸附平衡。陶粒中-OH、C-O基团参与了吸附,形成了新相,但没有破坏陶粒本身结构。Cu2+吸附动力学更符合Freundlich方程,吸附反应属于多层吸附,Pb2+和Cd2+符合准二级吸附速率方程和颗粒内扩散模型,并由此确定吸附为化学吸附,且吸附过程由多个步骤控制。