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铊（Tl）是一种人体非必需的稀有重金属元素，对生物含有剧毒，自然环境中其主要存在形态为一价铊（I）。20世纪以来，铊被广泛使用，其进入自然水体的几率增大，污染水体事件偶有发生。碳纳米管（CNTs）作为一种纳米吸附剂，对重金属和有机物均具有很强的吸附性能，而且经过改性后的碳纳米管在水体中的稳定性大大增强，通常会拥有更大的吸附能力和更强的影响力。本文主要以改性后的多壁碳纳米管（MWCNTs）作吸附剂，以实验室配水中的铊（I）为吸附对象，通过一系列批吸附实验，研究了铊（I）在改性MWCNTs上的吸附行为和主要影响因素。第一部分实验分别以硝酸、硫酸、过硫酸钠/磷酸改性的MWCNTs为吸附材料（Purified-、H2SO4-和Na2S2O8-MWCNTs）进行吸附实验，同时考察了pH值对铊（I）从改性MWCNTs上解吸的影响；第二部分实验分别应用0.01、0.05和0.1mol/L的高锰酸钾溶液对MWCNTs进行负载改性，得到三种不同负载度的MWCNTs/MnOx复合吸附材料（0.01M-、0.05M-和0.1M-MWCNTs）。此外为了对比负载改性效果，本实验还用碳纳米管做还原剂在硫酸环境下与高锰酸钾反应制得的纳米二氧化锰颗粒（nano-MnO2）作为一种吸附材料。研究结果如下：（1）三种一般改性MWCNTs在15-180min即可达吸附平衡；在pH<2时对铊（I）即有吸附，在pH>7时，吸附百分比达40%以上；表面含有更多官能团与负电荷的MWCNTs具有更大的铊（I）吸附能力；K+的存在极大的抑制了铊（I）的吸附；MWCNTs吸附铊（I）主要是通过自发的化学外层表面络合与离子交换反应；被吸附的铊（I）很容易从MWCNTs上解吸下来，低pH值能促进解吸，pH值为2时三种一般改性MWCNTs的解吸率均高达70%以上。因此MWCNTs会影响铊（I）的迁移、归趋和生物利用度，还会增加铊（I）对生物的毒性。（2）铊（I）吸附量随锰氧化物（MnOx）负载改性MWCNTs中MnOx负载量的增大而显著增加；0.1M-MWCNTs在20min内对12.5mg/L铊（I）的吸附率可达93.81%；中性及碱性范围内，铊（I）在三种负载改性MWCNTs上的吸附率均在99%以上，0.1M-MWCNTs对铊（I）的吸附量是一般改性MWCNTs的150多倍且仅释放20-40g/L的锰，而nano-MnO2吸附铊（I）时则释放约500g/L锰。因此0.1M-MWCNTs是一种十分有潜力的铊（I）吸附剂。