本发明公开了一种磁性钛酸钠纳米管的两步水热制备方法及其在吸附去除水中Pb²⁺的应用。该方法是以二氧化钛、氢氧化钠、硝酸钴和硝酸铁为原料，在第一步水热反应过程中，在二氧化钛表面负载铁酸钴纳米颗粒，在第二步水热反应过程中，负载铁酸钴颗粒的二氧化钛与强碱进行水热反应，通过水洗以及醇洗得到负载铁酸钴的磁性钛酸钠纳米管。将该磁性钛酸钠纳米管用于水中Pb²⁺的吸附，具有很好的吸附去除效果，本发明与普通活性炭吸附剂相比，不仅具有更高的吸附容量，而且处理工艺简单、操作方便，同时在吸附剂的回收再利用方面具有更大优势。