金属、石油冶炼等化工行业会产生大量重金属及非金属离子、有机污染物、染料等污染物并排入水中，导致水资源污染严重。去除水中污染物的技术与方法繁多，与氧化还原法、化学沉淀法、膜过滤法、离子交换法相比，吸附法无需复杂繁琐的流程操作，节约时间成本，可选择的吸附剂种类丰富，原材料价格偏低，且不会对水环境造成再次破坏，受到科研工作者的认可与关注。

吸附剂一般具有一定的比表面积、大小适中的孔径及表面结构。日常生活和工业中使用频率较高的吸附剂主要有分子筛、聚丙烯酰胺、氧化铝、农林废弃物（秸秆、花生壳、橘皮等）、黏土矿物类（蒙脱土）、活性炭、碳纳米管、树脂类、磁性纳米复合材料等。其中，磁性纳米复合吸附剂具有丰富的官能团和大量吸附位点，对水中污染物有较高的吸附量，此外还具有高磁饱和强度，有助于实现快速分离。笔者对磁性纳米复合吸附剂的修饰方法及策略进行简要介绍，总结其在重金属及染料去除方面的应用情况。

Fe₃O₄是一种可通过化学共沉淀法、溶剂热法、溶胶凝胶法制备的常见的磁性纳米颗粒，具有磁饱和量高、合成方法简单、化学稳定性高等优点，且其表面含有可与目标污染物发生氢键作用的羟基官能团，可实现对目标物的有效吸附。但由于Fe₃O₄粒径小、易团聚、表面官能团不够丰富，难以达到高效吸附的目的。为解决该问题，研究者采用众多高吸附量材料，如大分子多糖（纤维素、壳聚糖）、类沸石咪唑酯骨架（ZIF-67、ZIF-8）、离子液体、聚合物（聚多巴胺）、表面富含羟基或氨基官能团的超支化大分子（聚缩水甘油醚、超支化聚酯、超支化聚酰胺胺）对磁性载体进行修饰，制备出纳米复合吸附剂，以提高材料的比表面积，丰富表面官能团并扩大吸附活性位点。该类复合吸附剂可通过静电作用、氢键、π-π共轭、配位作用及疏水作用等多种方式对目标污染物进行高吸附，并可在外部磁场下快速分离，同时具有良好的循环再生能力。

壳聚糖是一种广泛存在的碱性多糖，其分子结构中含有丰富的胺基和羟基，在吸附过程中可与目标物发生氢键、配位、静电作用，从而实现高效吸附。在传统工艺中，壳聚糖吸附回收困难，酸性条件下易发生质子化。对此，研究人员进行了一系列尝试，如采用原位生成法、共沉淀法、化学交联法^〔1〕等制备具有磁响应性的磁性壳聚糖纳米材料。其中以化学交联法较为常用，将合适的交联剂（如戊二醛）加入到含有壳聚糖、表面活性剂及Fe₃O₄粒子的乳液体系中，表面活性剂均匀分散磁性粒子，而戊二醛的活性官能团羰基可与壳聚糖中的氨基发生反应形成交联网络。制备方法温和，便于批量反应。

李林波等^〔2〕以戊二醛为交联剂，用Fe₃O₄、柠檬酸、二乙烯三胺对壳聚糖进行改性，合成了羧甲基氨基化改性磁性壳聚糖，与氧化石墨烯水溶胶复合，成功制得氧化石墨烯/改性磁性壳聚糖复合吸附材料。该修饰策略改善了氧化石墨烯作为层状材料时比表面积小的缺点，同时有效利用了壳聚糖官能团丰富的优点。用该复合材料吸附重金属离子Cu（Ⅱ），结果表明在pH为6、Cu（Ⅱ）质量浓度为50 mg/L的模拟废水水样中，复合材料对Cu（Ⅱ）的吸附容量为70.3 mg/g，重复10次吸脱附试验，吸附量仍可达到原吸附量的92%，表明该复合材料具有良好的吸附效果，并有令人满意的重复再生能力。Bo CHEN等^〔3〕以戊二醛为交联剂，Fe₃O₄、壳聚糖为原料，通过交联反应制得磁性壳聚糖纳米粒子，之后以乙二胺四乙酸作为功能单体，通过酰胺化反应制备出磁性可循环纳米吸附剂。得益于双功能单体策略的使用，该吸附剂具有疏松的多孔形貌及较大的粒径，可同时去除复杂废水中的甲基蓝和重金属Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ），吸附量可观（分别达459.9、220.0、225.0 mg/g），再生能力较强。M. F. HAMZA等^〔4〕采用共沉淀法制备了表面富有氨基的磁性壳聚糖，在碱性条件下与环氧氯丙烷反应，增长碳链的同时又在表面引入羟基和卤素官能团，继而通过与丙二腈、水合肼的反应将肼基胺修饰在磁性壳聚糖骨架上，制备出一种高效吸附剂，可用于重金属铅Pb（Ⅱ）的回收，其去除率最高可达99.7%。探究pH对金属吸附效果的影响时发现，随着胺基去质子化，吸附量显著增加。高琦等^〔5〕通过席夫碱反应制备了聚乙烯亚胺改性磁性壳聚糖纳米复合吸附剂，用于吸附水中的布洛芬。研究结果表明，该材料对布洛芬的吸附能力较强，经Langmuir吸附方程拟合最大吸附量为138.63 mg/g，且具有良好的重复利用性，在第5次吸附-解吸附循环中，吸附量仍可达到初始吸附量的90%以上。Bo CHEN等^〔6〕采用溶剂热法大批量制备了磁性Fe₃O₄纳米粒子，用乙酸浸泡处理壳聚糖，通过超声辐射方式将磁性粒子均匀分散在富含壳聚糖的溶液中，在戊二醛作交联剂、40 ℃条件下，用一锅法快速合成了一种结构简单的磁性交联壳聚糖复合纳米吸附剂。该合成策略极大程度上改善了传统吸附剂制备温度高、反应时间长的缺点。用该吸附剂处理甲基橙和甲基蓝的混合溶液，结果显示其具有优异的选择性，对甲基橙的饱和吸附量高达638.6 mg/g，同时几乎不吸附甲基蓝，并可在较宽的pH范围（pH=3~10）内实现对甲基橙的快速高效吸附。张婉婷等^〔7〕以巯基乙酸修饰的磁性Fe₃O₄为载体，通过戊二醛实现巯基化四氧化三铁与壳聚糖的交联，从而制备了磁性复合材料Fe₃O₄-CS，并用其去除环境水中的靛蓝胭脂红染料。实验结果表明，该材料具有良好的重复利用率和高吸附容量（531.0 mg/g）。Chaofan ZHENG等^〔8〕采用逆乳液交联法，以戊二醛为交联剂成功制备了磁性壳聚糖纳米球，随后在其表面接枝阳离子聚合物，极大程度地丰富了材料的官能团。应用该材料去除食品染料食品黄3及酸性黄，其对食品黄3的吸附量为833.33 mg/g，对酸性黄的吸附量也高达666.67 mg/g。经过5次吸附-解吸附循环后，该材料对目标物仍有80%的吸附能力。

在磁性载体上修饰接枝壳聚糖的策略可有效提高吸附容量，缩短分离时间，且材料具有良好的循环使用性，顺应了环保节能、可持续发展的趋势。

类沸石咪唑骨架材料（ZIFs）是金属有机框架的重要分支，具有稳定性高、比表面积大、孔尺寸可调节等优异特性。将ZIFs材料与磁性纳米粒子结合，可通过磁铁实现材料与目标物的快速分离。

Yihan WU等^〔9〕通过溶剂热法制备了Fe₃O₄，并在其表面修饰富含阴离子的聚苯乙烯磺酸钠，进而制备出复合纳米材料Fe₃O₄@ZIF-8。该材料具有丰富的元素如碳、氧、氮、铁、锌等，有利于与目标物发生多种相互作用，且物化稳定性较强、比表面积高、微孔结构有序，对放射性重金属元素U具有高吸附量（539.7 mg/g）和快速吸附平衡时间（30 min）。E. I. NOSIKE等^〔10〕使用常规水热法合成Fe₃O₄磁性粒子，在室温下超声处理对其表面进行聚丙烯酸修饰，然后采用一锅法成功地将聚丙烯酸修饰的Fe₃O₄嵌入到ZIF-90中。聚丙烯酸表面的羧基官能团与ZIF-90中Zn（Ⅱ）的配位作用可促进ZIF-90在磁性纳米颗粒表面形成核-壳结构；再通过希夫碱反应将核-壳结构进行半胱氨酸的后修饰，成功制备了磁性复合吸附剂Fe₃O₄@ZIF-90-cysteine。氮气吸附-解吸附测试结果表明该材料符合微孔材料的特征，且具有高比表面积（290.19 m²/g）。在pH为4的条件下，该材料对Hg（Ⅱ）的吸附量为900 mg/g，但经过重复3次解吸附试验后，有效吸附率降至70%，表明该复合材料不稳定性，再生能力欠佳。Yinghao XUE等^〔11〕合成了负载于磁性纳米粒子的咪唑沸石骨架MZIF-67，并将其应用于阴离子染料混合物的吸附和分离。结果表明，MZIF-67可以成功将直接蓝86从混合水溶液中分离出来，具有较高的选择性。

由于结构中含有氨基、亚氨基等官能团，类石墨相氮化碳（g-C₃N₄）成为重金属及有机污染物的有效吸附剂。基于此，Li ZHAO等^〔12〕设计合成了磁性g-C₃N₄/Fe₃O₄材料并与ZIF-8结合，成功制备磁性复合g-C₃N₄/Fe₃O₄/ZIF-8吸附剂，进一步提高了比表面积。该复合材料对孔雀石绿有极好的吸附量（3 412 mg/g），稳定性较高，磁响应性优异，在保证再生能力的同时提升了吸附量和分离速度。

离子液体（ILs）是一种熔融盐，一般由有机阳离子、有机或无机阴离子两部分组成，在室温及接近室温下呈液态。因具有液态范围宽、蒸汽压低、功能可调节，及对大多数物质溶解性高的特点，离子液体被广泛应用于萃取分离领域。

Jingjing CHENG等^〔13〕合成了氨基离子液体改性核壳磁性复合纳米材料，制备方法简单、反应温度温和。该吸附剂可在外部磁场驱动下实现与溶液的快速分离。由于具有介孔结构和多个活性吸附中心，吸附剂对碱性橙（Ⅱ）有不错的吸附效果（153.06 mg/g），且可实现快速有效分离。杨琴等^〔14〕设计合成了由新型双阴离子中心氨基酸离子液体聚合物修饰的磁性多璧碳纳米管，并结合磁固相萃取技术用于染料甲基蓝的萃取。萃取过程在40 min内基本实现平衡，萃取率达到92.11%。Jieping FAN等^〔15〕制备了核壳/磁性包硅材料后结合分子印迹技术，用氢氟酸刻蚀硅层，以离子液体氯化1-乙烯基-3-胺甲酰甲基咪唑作为功能单体，甲基丙烯酸为协同功能单体及交联剂，牛血清白蛋白为模板分子，制备了空心结构的磁性分子印迹材料〔如图（1）a所示〕。该聚合物具有较高的吸附量和特异性快速吸附性能。N. I. SABEELA等^〔16〕采用溶胶-凝胶技术合成了新型磁性二氧化硅咪唑离子液体纳米复合材料〔如图（1）b所示〕，并用于考马斯兰有机污染物的高效去除。该复合材料具有丰富的官能团和活性位点，以及较高的吸附量（460.3 mg/g）、优异的再生能力，经过5次循环使用后，吸附量仍可达到初始吸附量的93%。

离子液体具有优秀的溶解能力、丰富的官能团、多样的可设计性，结合磁性纳米粒子优异的化学稳定性及高磁饱和强度，可制备出具有磁响应性的离子液体吸附剂。这些吸附剂可以极大提高对环境水中污染物的分离速度和分离效率；相关设计方法及合成思路对绿色新型功能性吸附剂的开发具有指导意义。

聚多巴胺（PDA）作为一种生物高分子聚合物，具有合成简单、官能团丰富、生物相容性高的优点，充当吸附剂时可通过螯合、氢键、静电作用等多种方式与目标污染物发生结合。

Pei CHEN等^〔17〕通过共沉淀法制备了磁性Fe₃O₄载体，在碱性条件下用原位聚合法制备了表面富含羟基、亚氨基官能团的磁性多巴胺纳米材料。将酸浸泡过的白云石与磁性多巴胺纳米载体混合，冷冻干燥，得到富含硅酸盐的磁性多巴胺复合纳米吸附剂材料。其中多巴胺表面的羟基可与白云石中的Ca（Ⅱ）、Mg（Ⅱ）螯合，保持材料的稳定性。该制备方法较为新颖且条件温和，所制备磁性复合材料对甲基蓝的吸附量可达100.23 mg/g，但重复吸附-解吸附试验6次后，该复合材料对甲基蓝的吸附量降到最大平衡吸附量的70%左右，稳定性不佳。Kai WANG等^〔18〕通过FeCl₃和NaBH₄的单锅反应合成了mag-Fe-Fe₂O₃，然后通过多巴胺原位聚合，将PDA包覆在mag-Fe-Fe₂O₃上，最终得到具有高表面积和丰富活性吸附位点的mag-Fe-Fe₂O₃@PDA，可有效去除废水中的毒性染料孔雀石绿，吸附量可达261.2 mg/g。Bo CHEN等^〔19〕合成出一种新型复合材料Fe₃O₄/PDA-Fe（Ⅲ）。将Fe₃O₄嵌入PDA层中赋予材料磁性，实现吸附剂与溶液的快速磁性分离；Fe（Ⅲ）通过配位作用与PDA基体表面的羟基成功螯合，不仅提高了复合材料的化学稳定性和机械强度，还可作为有效吸附位点与染料发生特殊作用，从而增加吸附量。该复合材料对甲基蓝染料有优异的吸附性（吸附量608.8 mg/g），在第7次吸附-解吸附循环中，对目标物的吸附率仍高于80%，表明其再生性优。Kuixin CUI等^〔20〕制备了海胆状多功能磁性复合吸附剂Fe₃O₄@PDA-Ag，应用于催化吸附亚甲基蓝染料。Fe₃O₄@PDA-Ag吸附剂可在20 s内达到102.03 mg/g的吸附量，吸附-脱附10次后仍有98%左右的去除率，表明聚多巴胺层的引入显著提高了材料的催化和吸附性能。

聚多巴胺具有生物相容性好、官能团丰富等优点，将磁性纳米粒子与其结合，可在增强吸附剂与目标物相互作用的同时实现外部磁场条件下的快速分离。该方法是磁性复合吸附剂的重要发展方向。

超支化聚合物是一类具有丰富官能团、可修饰性强、可通过一步法快速合成的高度支化的大分子聚合物。在磁性载体表面修饰超支化大分子，可快速丰富吸附剂的吸附位点，提高吸附效率。

基于超支化聚合物丰富的活性位点，Yongyong YUAN等^〔21〕制备了磁性超支化聚酰胺胺（PAMAM）树枝状大分子用于去除重金属离子Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ），结果显示该材料具有良好的吸附性能，能够检测痕量的Cd（Ⅱ）、Hg（Ⅱ），且加标回收率维持在71.5%~105.1%。该修饰策略具有操作简单、成本低廉、灵敏度高、检测速度快、重复利用性高等优点。

为了增加氨基数量从而提高材料与目标污染物的相互作用，Mingqiang LIU等^〔22〕采用溶剂热法制备了氨基功能团化的磁性载体（Fe₃O₄-NH₂），之后通过聚合法设计合成了以氨基为末端官能团的超支化聚酯，并通过反相悬浮交联反应，以戊二醛为交联剂将超支化聚酯修饰在氨基化磁性载体上。制备的磁性复合材料具有丰富的吸附位点、高亲水性及高传质效率。该材料对水中Pb（Ⅱ）、Hg（Ⅱ）等金属离子及甲基橙染料表现出较高的吸附效果，对Pb（Ⅱ）和甲基橙的最大吸附量分别为258.71、146.57 mg/g，是初始合成的氨基化磁球材料Fe₃O₄-NH₂吸附量的7、14倍左右；该材料还具有快速吸附特性，可在20 min内实现对Pb（Ⅱ）的吸附平衡，10 min内实现对甲基橙染料的吸附平衡。鉴于其具有高效快速的吸附效果及良好的循环再生能力，有望在工业上实现重金属Pb（Ⅱ）及染料的有效富集。

Huicai WANG等^〔23〕用聚氨酯、戊二醛及5-氨基水杨酸在磁性纳米材料表面修饰羟基、苯环、羧基及亚氨基等官能团，制备了如图 2所示的复合材料，实现了多位点同时吸附Pb（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Cd（Ⅱ）等多种重金属离子，但吸附效果一般，吸附量分别为136.66、88.36、165.46 mg/g。循环使用5次后，去除率显著降低^〔23〕。

为有效去除废水中的Cr（Ⅵ），岳文丽等^〔24〕通过水热法制备了具有磁分离性能的高比表面积碳纳米管，并在室温下引入超支化聚乙烯亚胺，制备出富含氨基的磁性纳米复合吸附剂。该复合吸附剂用于Cr（Ⅵ）的吸附时，最大吸附量为98.789 mg/g，虽然吸附效果不显著，但稳定性高、亲水性强，且具有良好的重复利用性及磁响应性，有望用于实际废水中重金属离子的去除。

针对环境中水污染物的处理，周立等^〔25〕通过阴离子开环聚合法合成了磁性超支化聚缩水甘油醚，并用丁二酸酐试剂将聚合物表面的羟基改性为羧基，用于吸附甲基紫、罗丹明6G、甲基蓝等阳离子类染料。实验结果表明，该材料对阳离子染料尤其是甲基紫具有优异的吸附效果（吸附量为0.60 mmol/g），远高于文献报道的磁性吸附剂，但重复使用10次后材料的吸附率降低约20%，且制备时间较长，不易大批量制备。Yayun ZHAO等^〔26〕以Fe₃O₄为载体，多巴胺为功能单体和交联剂，结合表面印迹策略制备了聚乙烯亚胺修饰的磁性超支化印迹纳米材料^〔26〕（如图 3所示）。该材料具有良好的结晶性能及吸附能力，加标回收率达98.4%~101.3%，可实现对绿原酸的特异性快速分离，且在重复6次吸附-解吸附后仍具有96.9%的去除率，循环再生能力令人满意。

磁性载体表面修饰超支化聚合物的策略极大程度地丰富了吸附剂的官能团数量及吸附位点，提高了材料的比表面积，并具有优异的磁响应性及可再生能力，是提高吸附效率、缩短吸附时间的有效可行的方法。

磁性纳米复合吸附材料丰富了单一磁性载体的吸附位点，增大了比表面积，吸附量得以提高；但一定程度上增加了制备成本，且合成条件较为苛刻，如超支化大分子聚缩水甘油醚的合成过程中不可有水、氧气的参与，离子液体也存在纯化条件繁琐、反应温度过高、不易大批量制备、试剂昂贵的缺点。因此，节约制备成本，优化合成步骤及反应时间，使用更绿色的反应物及溶剂，进一步提高吸附剂的比表面积，丰富吸附位点，制备绿色高效的磁性纳米吸附剂并实现大规模实际应用成为此类吸附剂的重要发展方向。