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近年来,随着工业的快速发展,环境污染问题日益严峻,已经严重威胁到了人类的健康和社会的可持续发展。其中,重金属的污染一直是人们关注的焦点。Cr(Ⅵ)污染就是其中的一种,它存在于水体环境和土壤中,对人类的健康有较大危害。环境中Cr污染主要来自制革、电镀、木材制造和冶金等企业。Cr在环境一般以Cr(Ⅵ)和Cr(Ⅲ)两种价态形式存在,其中氧化态Cr(Ⅵ)不容易被吸附在矿物表面,对动植物和人体毒性很大。与Cr(Ⅵ)相比,Cr(Ⅲ)很容易被吸附在矿物表面,在水溶液中很容易沉淀下来,对生物体的危害就小很多。世界卫生组织规定：饮用水中的总Cr含量不能超过50 μg·L-1,美国环保署规定水中的总Cr含量不能超过100 μg·L-1。但是环境中一些Cr污染水源中总Cr含量远远超过了上述规定值。因此,开发出高效去除环境中Cr(Ⅵ)污染的新材料及新方法迫在眉睫。一般来说,去除重金属最常用且高效环保的方法是吸附法,目前各类吸附剂如活性炭、介孔氧化铝、硅酸盐、颗粒状氧化钛和磁铁矿(Fe3O4)等已有广泛应用。在这些吸附剂中,Fe304由于具有良好的磁性,与传统的吸附材料相比,能更好的实现磁分离,已有纳米Fe304被成功用于处理电镀行业废水的例子。但是,Fe304材料本身由于吸附Cr(Ⅵ)作用力弱,且缺乏与Cr(Ⅵ)反应的活性中心,不能高效去除水溶液中Cr(Ⅵ)。前人的研究表明,对Fe3O4表面进行特殊处理,使其表面功能化或者表面修饰,就能使Fe3O4具备更好的去除Cr(Ⅵ)的能力。在本论文中,我们用NaBH4处理Fe3O4,使Fe3O4表面形成无定形的FeB合金,修饰Fe3O4,形成Fe3O4-FeB复合材料。我们发现Fe3O4-FeB复合材料能同时快速吸附和表面还原Cr(Ⅵ),从而导致Fe3O4-FeB显示出增强去除水溶液中Cr(Ⅵ)的性能。Fe3O4-FeB复合材料能在10 min内去除水溶液中85%的Cr(Ⅵ),在30 min时Cr(Ⅵ)能去除完全,反应速率为0.36 min-1。我们进一步的材料表征和实验研究证实了Fe3O4表面的FeB合金层,特别是B元素的参与对Fe3O4-FeB复合材料增强去除Cr(Ⅵ)起了主要作用。其中B可以提供电子,维持Fe(Ⅲ)/Fe(Ⅱ)循环,同时将电子传递给Cr(Ⅵ),使其还原为Cr(Ⅲ)固定在复合物表面。同时,Fe3O4-FeB复合材料具有很好的磁分离性质,其去除Cr(Ⅵ)前后的饱和磁化强度(Ms)分别为84.48emu·g-1和66.98 emu-g-1。增强的去除Cr(Ⅵ)的性能以及磁分离特性,使Fe3O4-FeB复合材料在处理Cr(Ⅵ)环境污染方面有广泛的应用前景。为了进一步研究B元素在Fe3O4-FeB复合材料去除Cr(Ⅵ)中的作用,我们合成了两种不同形貌的Fe3O4：削平六面体的Fe3O4 (TC-Fe3O4)和八面体的Fe3O4(OT-Fe3O4)。用NaBH4分别处理削平六面体的Fe3O4和八面体的Fe3O4,然后将其应用于去除水溶液中的Cr(VI),我们发现这两者在相同条件下,去除Cr(VI)能力存在很大的差距。之后的研究我们证实了,造成这种现象的原因是这两种Fe304暴露晶面的不同,随后我们通过一系列的实验数据更进一步推测了Fe3O4-FeB复合材料去除Cr(VI)反应的界面反应机理。