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近年来由新型污染物锑（Sb）超标导致的一系列水环境污染和生态安全问题引起了国内外学者的高度关注。在自然水环境中,锑的赋存形态受水环境氧化还原状态影响显著,主要以三价锑（锑（Ⅲ））和五价锑（锑（V））形式存在。其中,锑（Ⅲ）是最常见的存在形式,其毒性比锑（V）高10倍。因此,开发高效、快速、经济解决锑污染的新技术,特别是针对高毒性锑（Ⅲ）化合物的新技术,是国家水资源安全可持续利用的有力保障,对缓解日益严峻的环境压力有着重要的现实意义。由于环境水体中锑浓度较低（通常在ng/L到μg/L）,当前主流处理技术往往掣肘于动力学的限制。混凝沉淀法虽然处理效率相对较高,但存在产泥量大、成本高、工艺复杂和二次污染等问题。而吸附法具有能耗低和可回收等特点,被认为是更具前景的锑污染处理技术。在本研究设计了基于二氧化钛-碳纳米管（TiO2-CNT）复合膜的电活性过滤体系可同时实现高毒性锑（Ⅲ）的氧化和低毒性锑（V）的吸附。借助各种先进谱学和成像表征技术对锑（Ⅲ）的吸附行为、性能和机理进行了深入研究。主要研究内容如下:（1）锑（Ⅲ）去除性能研究。对比研究了本研究的连续流体系和传统混合式体系对锑（Ⅲ）的去除性能。考察了TiO2负载量、CNT酸化处理、流速、电压、pH以及共存离子等对锑（Ⅲ）去除动力学的影响。实验结果表明:锑（Ⅲ）吸附动力学和吸附容量随施加电压和流速的增加而增加。与传统混合式反应器相比,连续流体系特有的内部对流传质性能显著改善了反应体系的传质和吸附性能。在辅助电场作用下,可实现高毒性锑（Ⅲ）向低毒性锑（V）的原位转化,锑（V）可进一步被纳米TiO2吸附去除。该体系在pH 3到11的范围内可保持很高的吸附性能。此外,硫酸盐,氯化物和碳酸氢根离子的存在对锑（Ⅲ）的去除性能没有显著影响,而磷酸盐在一定程度上降低了锑（Ⅲ）的吸附效果。（2）锑（Ⅲ）去除机理研究。本研究借助球差校正扫描透射电子显微镜（STEM）、X射线光电子能谱（XPS）和X射线吸收精细结构光谱（XAFS）等表征手段,原子荧光光谱（AFS）和密度函数理论计算（DFT）等研究方法来研究辅助电场作用下TiO2-CNT复合膜对锑（Ⅲ）的去除机理。STEM研究结果表明:锑主要被纳米TiO2所吸附。XPS、XAFS和AFS表明,锑的去除主要是由于辅助电场加速锑（Ⅲ）氧化成锑（V）,进而被纳米TiO2吸附。DFT计算结果表明,锑（Ⅲ）在纳米TiO2上的吸附能增加（从-3.81 eV到-4.18 eV）,且辅助电场能够加速锑（Ⅲ）的氧化过程。（3）吸附体系的应用前景评价。为进一步评价该吸附系统的应用前景,通过再生实验、归一化吸附性能分析和模拟实际废水去除实验来进行评价。结果表明:TiO2-CNT复合膜经过重复再生后,仍能够表现出良好的锑（Ⅲ）去除性能。本研究中制备的TiO2-CNT复合材料也表现出较文献明显提高的归一化吸附能力:1.2 mg/m2。在有限的辅助电场作用下（如2 V）,TiO2-CNT复合膜对含锑（Ⅲ）自来水也表现出较高的去除性能。综上,本研究为水体中锑（Ⅲ）及类似的变价重金属污染物的有效去除提供了新的思路和手段。