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由于砷化物来源广泛且具有严重的环境危害性,砷污染已经成为全球性问题,因此,研究水体除砷技术具有重要的现实意义。目前,除砷方法主要包括：化学沉淀法、混凝法、氧化法、离子交换法、生化法、吸附法等。相比之下,吸附法具有材料来源广、高效、经济、简便、选择性好的优点。根据化学成分的不同,砷化物吸附剂主要分为两类即：无机吸附剂、有机吸附剂。然而,单一组分的吸附剂存在诸多问题,比如活性炭存在吸附容量低,吸附周期长等缺点。近年来,有机/无机复合材料研发在除砷领域引起广泛的关注,将不同种类的材料复合,制备出性能优良的吸附剂。本文以蟹壳为主要材料负载硝酸亚铈制备了一种铈/蟹壳吸附剂(CS-Ce),并根据去除As(Ⅴ)离子的效果确定了CS-Ce制备的最优条件：颗粒粒径<0.2mm(80目),盐酸的质量分数为6%,硝酸亚铈的质量分数为8%,浸泡时间为4h,烘干温度为75℃。SEM-EDX分析表明,与CS相比,CS-Ce表面空隙增多,Ca、Mg、P元素含量降低,C、O的含量增多且增添了Ce元素；BET分析表明,相比于CS, CS-Ce比表面积以及孔体积皆有所增大；FTIR与XPS分析结果表明,CS与Ce作用过程中,部分Ce3+被氧化成Ce4+, CS分子链上的羟基经历了脱质子化过程,同时,脱质子后的O原子与电负性较低的Ce3+、Ce4+键合,N原子没有参与其中的反应。通过吸附试验系统地研究CS-Ce对As(Ⅴ)的吸附性能包括投加量、pH、初始浓度、背景离子以及共存阴离子等因素对吸附剂除砷性能的影响。结果表明,CS-Ce对于As(Ⅴ)离子的去除率明显高于对于CS,随着投加量的增加两种吸附剂对As(Ⅴ)离子的去除率逐渐增加；相比于CS, CS-Ce在相当大的pH范围内(2-9)对于As(Ⅴ)离子的去除率明显提高,且在吸附反应后,溶液pH有了不同程度的升高；一定条件下,吸附容量随着初始浓度的增加而增加,当初始浓度为400mg/L时,吸附容量基本达到最大值为71.10mg/g；Cl-、NO3-、SO42-对于-CS-Ce的除砷性能影响较小,而高浓度的PO4-、HCO3-对于CS-Ce的除砷性能影响较大。此外,本文进行了等温吸附、吸附热力学、吸附动力学分析,对于吸附剂的可再生性进行了研究。吸附等温线模型拟合分析结果表明,CS-Ce对As(Ⅴ)离子的吸附符合Langmuir吸附等温线模型,在温度条件为293K、303K、313K时,依据Langmuir吸附等温方程计算得到的最大吸附容量分别为62.150、67.705、71.788 mg/g,与试验结果相近。热力学分析结果表明CS-Ce对As(Ⅴ)离子的吸附是一个自发、吸热、无序增加的过程。动力学分析结果表明,CS-Ce对于浓度分别为2mg/L、10mg/L的As(Ⅴ)溶液吸附平衡时间分别为12、14h,对应的As(Ⅴ)吸附容量分别可以达到0.988、4.866mg/g; Lagergren准二级反应动力学方程可以很好的描述CS-Ce以及Ce吸附As(Ⅴ)离子的过程,其线性相关系数R2的值都在0.99以上。CS-Ce的再生与循环利用研究表明,随着吸附循环次数的增加,CS-Ce除砷效率明显下降。通过SEM-EDX、XPS分别测定了CS-Ce吸附As(Ⅴ)前后的微观形态、元素组分以及官能团的变化,对CS-Ce的吸附机理进行探讨。除砷机理研究表明,在静电引力作用下,As(Ⅴ)被吸引至CS-Ce表面并与未充分配合的铈离子发生配位反应：经过吸附后,水溶液pH升高的现象表明吸附过程中可能伴有CS-Ce分子链上羟基与砷酸根发生配体交换的发生。