铊(Tl)毒性强于汞、镉、铅、铜和锌,是世界上公认的 13 种优先控制的金属污染物之一。在天然水环境介质中的背景含量较低,由于采矿和矿物风化作用,加速铊从矿物和岩石中溶解,使水环境中的铊污染越来越严重。本文系统研究了水铁矿、针铁矿、赤铁矿、水合氧化锰、铁锰氧化物和β-锰化物吸附铊和对一价铊的氧化特性。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析及差热分析(TGA)及孔径分析(BET)对其物相、形貌及表征。研究铊吸附动力学、吸附热力学、pH和离子强度对吸附的影响,并通过傅里叶转换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)探索吸附材料吸附铊及氧化一价铊的机理,主要研究结论如下:水铁矿结晶弱,粒径小,比表面积(273.2m2/g)高,并且具有发达的微孔,针铁矿和赤铁矿的微孔较少,空隙多以大孔形式存在。三种铁(氢)氧化物(水铁矿、针铁矿、赤铁矿)吸附一价铊的能力均不佳,三种矿物对一价铊的吸附能力顺序依次为:水铁矿(64.85mg/g)>针铁矿(64.4mg/g)>赤铁矿(56.84mg/g)。水铁矿对三价铊的吸附效果最好,其对三价铊的最大吸附量为191.8mg/g。铁(氢)氧化物对不同价态铊的吸附动力学更符合二级吸附动力学模型。在酸性条件下,三种铁(氢)氧化物对一价铊的吸附效果较好,水铁矿和针铁矿在pH=4时吸附量最大,而赤铁矿在pH=6时吸附量最大,之后随着pH值升高吸附量逐渐降低。低离子强度有利于水铁矿和针铁矿对一价铊的吸附,证明一价铊在水铁矿和针铁矿表面主要形成外层络合物,溶液中Na+与铊离子竞争吸附点位导致吸附量下降。三种铁(氢)氧化物对三价铊的实际吸附量随着pH值升高而升高,由于碱性条件下,表面共沉淀作用引起的。另外低离子强度有利于三种铁(氢)氧化物对三价铊的吸附,证明三价铊在铁(氢)氧化物表面形成了大量的外层络合物。水合氧化锰为均一球状,平均粒径为200nm左右,β-氧化锰为均一棒状,长度约为180nm。水合氧化锰的结晶度不高,团聚现象明显导致比表面积不大,但其具有较多微孔,虽然β-氧化锰比表面积的比表面积高于水合氧化锰,但是并没有微孔的出现。两种锰氧化物吸附一价铊的能力很强,其最大吸附容量:水合氧化锰(161mg/g)>β-氧化锰(144mg/g)。但是对三价铊的吸附能力一般,其最大吸附容量:水合氧化锰(109mg/g)>β-氧化锰(85.3mg/g)。酸性条件下锰氧化物对一价铊的吸附能力较强,低离子强度更有利于锰氧化物对不同价态铊的吸附。通过XPS分析可以发现,水合氧化锰对一价铊的氧化效果强于β-氧化锰氧化效果。另外虽然锰氧化物去除一价铊的能力较强,但是其比表面积影响了其对三价铊的吸附能力结合水合氧化锰和水铁矿的能力,按照铁锰比为3:1的比例制备的铁锰氧化物为球形且分散性好、粒径均匀、结晶度不高,比表面积和微孔数量优于铁(氢)氧化物和锰氧化物。三类吸附剂对一价铊、三价铊的吸附能力顺序分别依次为:水合氧化锰>铁锰氧化物>水铁矿;水铁矿>铁锰氧化物>水合氧化锰。通过XPS分析可知铁锰氧化物氧化一价铊能力与锰氧化物相似。表明其能有效去除水中不同价态的铊。