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砷污染是一个严峻的社会问题,它严重的危害了人们的健康。尤其是水体砷污染,在全球范围内引发了广泛的关注,开展砷污染的治理工作极为迫切。吸附法因其具有环境友好、高效、经济且操作简单等优点成为了除砷的主流技术。然而大多数吸附剂只能有效去除砷酸根(As(V)),对亚砷酸根(As(III))的去除效果并不理想,因此,研制使用范围广,吸附能力强的新型吸附剂是研究人员们一直以来追求的目标,也是实现同时去除As(III)和As(V)的有效途径。本文制备了两种纳米材料作为除砷吸附剂,用于同时去除水体中的As(V)和As(III)。主要研究内容如下:1、绪论中,主要概述了砷的物化性质及其对人体健康的影响并介绍了多种除砷方法,重点阐述了吸附法在除砷方面的优点,随后简介了介孔二氧化硅(SBA-15)和金属氧化物在吸附去除方面的应用与意义。最后简单介绍了本论文的主要研究工作和实际意义。2、选用比表面积大,性能稳定的介孔二氧化硅作为载体,首次采用点击开环反应对其进行改性制备了巯基和氨基双功能化的介孔二氧化硅(bi-SBA-15)。bi-SBA-15上含有充沛的砷结合位点,巯基和氨基能够与As(III)、As(V)分别发生螯合作用和静电作用,从而能够快速的同时去除水体中两种形态的砷,5 min内,bi-SBA-15对As(III)和As(V)的去除率分别为83.55%和85.92%。bi-SBA-15中的氨基和巯基有协同作用,从而极大的提高了bi-SBA-15对砷的吸附容量,吸附等温线结果表明bi-SBA-15对As(III)和As(V)的吸附容量分别为33.70 mg/g和42.66 mg/g。本文提出了一种新的简便的改性介孔二氧化硅的方法,并在砷去除方面展现了优异的性能,有很好的实际应用潜力。3、采用简单的水热法制备了四氧化三钴(Co3O4)纳米材料,首次将其作为砷的吸附剂用于同时去除水体中的As(III)和As(V),研究并探讨了去除机理。Co3O4能在络合作用和静电作用下有效吸附As(III)和As(V),同时能将As(III)氧化成毒性更低的As(V),减小了对环境的二次污染。试验中考察了溶液中初始砷浓度、吸附时间、pH和共存阴离子对Co3O4吸附性能的影响,研究了Co3O4在As(III)与As(V)混合溶液中的吸附情况。结果表明Co3O4在复杂的环境中仍能高效除砷。采用动力学模型对吸附过程进行了动力学分析,发现Co3O4对砷的吸附是一个化学过程。此外,Co3O4还有很好的循环再生能力,是一种经济高效的除砷吸附剂。