近年来,随着高新科技不断发展,稀散金属被广泛开发并利用到各个领域,工业生产对稀散金属的需求量也日益增长。地壳中稀散金属储存量有限,稀散金属资源宝贵,为使稀散金属资源得到充分地开发利用,从含有稀散金属的废水中有效地分离并回收稀散金属是至关重要的。3D多孔过渡金属氧化物因其结构特殊、化学性质稳定等优点,被广泛应用于吸附技术。三维多孔结构可提供更多的吸附位点,有利于吸附质到吸附位点的传输,使吸附容量增大、吸附速率增加。本文制备了两种3D多孔过渡金属氧化物微球（ZrO₂和FeOOH）用作高亲和性吸附剂,实现水溶液中硒和碲、镓和锗的同时回收,再控制吸附条件对其进行选择性分离,为化学性质相似的稀散金属分离回收提供了新策略,可应用在实际工业及环境水体中稀散金属的分离回收。本论文工作内容如下:设计合成了对Se（IV）和Te（IV）具有较高的化学亲和性3D多孔ZrO₂微球,其表面粗糙且富含介孔,可为吸附提供更多的活性位点。实验表明,3D ZrO₂对Se（IV）和Te（IV）具有较好的吸附能力,在短时间内到达吸附平衡,3D ZrO₂对Se（IV）和Te（IV）饱和吸附容量分别为9.47和18.92 mg g^-1,pH在2-10范围内实现对Se（IV）和Te（IV）同时回收,Se（IV）和Te（IV）的回收效率均可达到90%以上;研究发现,在共吸附体系中引入PO₄^3-后,通过离子交换作用,可有效分离共吸附的Se（IV）和Te（IV）。此外,3D ZrO₂微球具有优异的耐酸碱性,结构稳定,重复使用5次以上对Se（IV）和Te（IV）吸附率均维持在85%以上,3D ZrO₂也表现出优异的干扰能力,在多种的重金属离子共存体系中,Se（IV）和Te（IV）吸附效率几乎不受影响。探究吸附过程的动力学、热力学行为及吸附过程吸附剂结构的变化,揭示吸附机制。建立了可用于模拟工业废水中Se（IV）和Te（IV）高效分离富集的回收方法,构建的3D ZrO₂微球能同时有效回收并选择性分离Se（IV）和Te（IV）,为实际工业废水中稀散金属硒和碲回收再利用提供理论依据。探究了不同晶型、不同形貌的FeOOH对有效吸附Ga（III）和Ge（IV）的影响。实验证明,3D多孔花状α-FeOOH具有最大的饱和吸附容量,对Ga（III）和Ge（IV）分别为52.36和55.77 mg g^-1,主要由于α-晶型对目标物具有更强的化学亲和力,3D多孔花状结构可有效增大比表面积,能提供更多吸附位点。建立了可用于废水中Ga（III）和Ge（IV）高效分离富集的回收方法。在pH 7-8范围内实现对Ga（III）和Ge（IV）同时回收,Ga（III）和Ge（IV）的吸附效率均可达到98.5%以上,同时在pH 12时,可对Ga（III）和Ge（IV）选择性分离。此外,3D花状α-FeOOH结构稳定,重复使用4次后对Ga（III）和Ge（IV）吸附率均维持在78%以上。干扰实验证明在多种阴阳离子共存的体系中,Ga（III）和Ge（IV）吸附效率几乎不受影响。探究吸附过程的动力学、热力学行为及吸附过程吸附剂结构的变化,揭示吸附机制。本文为工业废料中Ga（III）和Ge（IV）同时回收并选择性分离提供了一种新策略。