以糠醛废水、氧化镁和钛酸四丁酯为原料，采用溶胶-凝胶法制备纳米钛酸镁粉体，利用X射线衍射仪、扫描电镜和红外光谱仪对其进行表征，并研究其对铅、镉、镍离子的吸附性能。以镉离子为例，对吸附过程的热力学和动力学进行了探讨。结果表明：纳米钛酸镁粉体在pH为4～8的介质中，对水中的铅、镉和镍离子具有较强的吸附能力；吸附行为符合Langmuir等温方程和准二级动力学模型；吸附的重金属离子可用5 mL、浓度为0.5 mol/L硝酸溶液完全洗脱回收，富集因子高达50。将本文方法用于固相萃取富集-火焰原子吸收测定水样中铅、镉和镍离子，效果较好。