随着经济的快速发展,人类生活、生产活动加剧,水环境中砷污染日益严重。由于有机砷化合物具有较高的水溶性,常规的水处理工艺并不能将其有效去除。有机砷的氧化降解去除过程,往往伴随着无机砷的释放,使得高毒性无机砷在水环境中残留。目前,无机砷去除方法主要有化学沉淀、离子交换、膜过滤、电絮凝和吸附法等。其中,吸附法因其简单易行、处理效率高、成本低廉、水量适应性强而被研究者普遍采用。然而吸附剂与As（Ⅲ）和有机砷的亲和力大大弱于As（V）,导致其难以有效去除,因此需先将其预氧化,致使处理工艺复杂。本论文分别选取亚砷酸盐（As（Ⅲ））和对氨基苯胂酸（阿散酸,p-ASA）分别作为目标污染物,合成并表征一系列兼具紫外或可见光催化活性和吸附性的Fe₃O₄基复合材料,利用双组分材料能产生协同效应的优势,通过光催化氧化作用将As（Ⅲ）和p-ASA转化为低毒的As（V）,进而利用吸附作用实现水中砷的高效去除。在此基础上,解析光催化氧化和吸附过程的影响因素,探究光催化氧化/吸附除砷机制。为提高紫外光催化氧化/吸附除砷效果,以ZrO₂和Ce O₂作为紫外光活性组分,合成Zr O₂-Fe₃O₄和Ce O₂-Fe₃O₄复合材料,通过理化性质、吸附能力和除砷效能比较,形成了CeO₂-Fe₃O₄紫外光催化氧化/吸附体系,用于去除水中As（Ⅲ）和p-ASA的效能研究。结果表明:Ce O₂-Fe₃O₄投加量为200 mg/L,As（Ⅲ）初始浓度为10 mg/L,在中性条件下,紫外光催化30 min,As（Ⅲ）被完全氧化为As（V）。达到吸附平衡时,CeO₂-Fe₃O₄对As（V）的去除率为98%。以p-ASA（10 mg-As/L）作为目标污染物,在Ce O₂-Fe₃O₄的紫外光催化氧化作用下,反应28 min,p-ASA的氧化降解效率可达到100%,达到吸附平衡时,p-ASA降解释放的无机砷去除率可达到99%以上。为节约能耗,更好的利用可见光,通过优选可见光活性组分,构建了Cu O-Fe₃O₄可见光催化氧化/吸附体系,用于去除水中As（Ⅲ）和p-ASA的效能研究。当Cu O-Fe₃O₄可见光催化/吸附剂投加量为200 mg/L,As（Ⅲ）初始浓度为10 mg/L,在中性条件下,可见光催化40 min,As（Ⅲ）完全氧化为As（V）,吸附平衡时,Cu O-Fe₃O₄对As（V）的去除率可达到90%以上。以p-ASA（10mg-As/L）作为目标污染物,在Cu O-Fe₃O₄的可见光催化氧化作用下,反应32min,p-ASA的降解效率可达到100%,释放无机砷的最终吸附去除效率在95%以上。解析了光催化氧化和吸附过程中反应条件对砷去除的影响规律,结果表明:对于p-ASA光催化氧化降解过程,溶解氧含量和p H的增加促进了p-ASA的降解;p-ASA的降解效率随p-ASA初始浓度的增加而降低、随光催化/吸附剂投加量的增加而增大;共存Cl^-、HCO₃^-和HA会通过捕捉自由基或其他方式对p-ASA的光催化氧化降解有抑制作用。对于As（V）吸附去除过程,As（V）去除率随As（Ⅲ）初始浓度的增加而降低、随光催化/吸附剂投加量的增加而增大;溶液p H减小促进了As（V）的吸附去除;共存离子Cl^-、NO₃^-和SO₄^2-的存在对As（V）的吸附去除效果没有影响,而CO₃^2-、SiO₃^2-和PO₄^3-与As（V）存在竞争吸附作用。在此基础上,探讨了紫外、可见光催化氧化/吸附体系降解p-ASA、氧化As（Ⅲ）和吸附As（V）的作用机制,结果表明:·OH和·O₂^-为氧化过程的主要的活性氧化物质。p-ASA的光催化氧化降解会生成As（Ⅲ）、As（V）、NH₄⁺和有机中间产物。在强氧化环境中,As（Ⅲ）被迅速氧化为As（V）,As（V）是p-ASA光催化氧化降解的最终含砷化合物。与此同时,Fe₃O₄基复合材料还能与As（V）形成稳定的内层配合物,实现砷的高效吸附去除。As（V）在Fe₃O₄基复合材料上的吸附过程符合准二级动力学模型和Freundlich吸附等温模型,且As（V）在Fe₃O₄基复合材料上的吸附以化学吸附为主。本论文制备了兼具良好光催化活性和吸附性能的Fe₃O₄基复合光催化/吸附剂。通过光催化活性组分的比选,分别构建了紫外、可见光催化氧化/吸附除砷体系。通过光催化氧化作用将As（Ⅲ）和p-ASA转化为As（V）,进而通过吸附作用实现水中砷的高效去除。这一研究开发了水体砷污染治理新技术,为砷污染水环境的修复、治理及饮用水安全保障提供新思路。