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由于病毒数量在低范围内即可对人类的健康构成威胁，寻求一种高效无毒副作用的病毒去除材料成为世人关注焦点。本论文在总结了病毒去除材料选择研究进展的基础上，采用噬菌体φX174和MS2为指示病毒，通过一次平衡法研究病毒在几种不同性质纳米铁铝氧化物上的吸附过程，分析环境因素对病毒在纳米氧化铁上吸附、致死的影响，探索病毒与磷在纳米氧化铁上的交互作用，并结合吸附等温线、动力学方程和DLVO理论等模型，深入探讨了病毒与纳米氧化铁之间的作用机理，其主要结果如下：
(1)病毒在5种纳米铁铝氧化物上吸附效率比较：在模拟地下水(AGW)中，纳米铁铝氧化物对φX174均具有较高的吸附比例，其中以α-Fe2O3最高，达100％；由Langmuir吸附等温方程模拟结果可知，纳米铁铝氧化物对φX174发生有利吸附且为多层吸附；最大吸附量Sm的大小排序为α-Fe2O3>Al2O3>γ-Fe2O3-N>Fe3O4>γ-Fe2O3-B。在AGW中进行2种纳米氧化铁(α-Fe2O3和γ-Fe2O3-B)对MS2的静态吸附实验，结果表明，α-Fe2O3对MS2的吸附比例显著高于γ-Fe2O3-B，达99.87％；相比Langmuir方程，Freundlich方程更适用于2种纳米氧化铁对MS2静态吸附模拟，其拟合结果显示，纳米氧化铁对MS2吸附比例均随MS2初始浓度的降低而增加。
(2)纳米氧化铁去除病毒的影响因素：2种纳米氧化铁(α-Fe2O3和γ-Fe2O3-B)对病毒的吸附比例均随着溶液pH值的降低而显著增加；随纳米氧化铁施用量的增加而增加。一价盐离子(NaCl)调节溶液离子强度的变化对纳米氧化铁吸附病毒无显著性影响；而采用磷酸盐或碳酸盐增加溶液离子强度显著降低纳米氧化铁对病毒的吸附比例。二价阴离子(HPO42-)较一价阴离子(HCO3-)更显著地降低纳米氧化铁对病毒的吸附；二价阳离子(Ca2+、Mg2+)较一价阳离子(Na+、K+等)可能更有利于促进纳米氧化铁对病毒的去除。
(3)病毒与磷在纳米氧化铁上的交互作用：病毒与磷在纳米氧化铁上发生竞争吸附，磷对纳米氧化铁吸附位点的亲和力强于病毒，在竞争过程中占有绝对优势。此外，磷与病毒的不同添加顺序对病毒在纳米氧化铁上的去除产生了显著影响。病毒吸附比例随添加顺序处理的大小排序为：无磷对照>磷与病毒同时加>>先加磷后加病毒>先加病毒后加磷；不可逆吸附比例为：磷与病毒同时加>先加病毒后加磷>先加磷后加病毒>>无磷对照，即不论磷是以何种方式加入，均可降低病毒在纳米氧化铁上的吸附，且促进病毒的致死。
(4)纳米氧化铁对病毒的去除机理：短时间内(6h)，病毒与纳米氧化铁间的动力吸附过程可以用病毒在纳米氧化铁表面的吸附过程、解吸过程、纳米氧化铁对已吸附病毒的致死作用来表征，其中解吸过程是主要的限速过程。经DVLO理论可知，纳米氧化铁与病毒间存在范德华引力和静电作用，在溶液pH小于6.6时纳米氧化铁对病毒为静电引力，在高pH中表现为静电斥力。经离子强度实验可知，纳米氧化铁对病毒的吸附以专性吸附为主，而溶液中磷酸根或碳酸根可能会竞争病毒在纳米氧化铁上的专性吸附位点。