地下水中的砷污染治理是全球性的环境问题,普遍存在而又对人类健康影响很大。氧化铁在自然界广泛存在且具有良好的吸附砷效果,是优秀的除砷材料。由于氧化铁暴露不同的表面会影响其相关的性质,因此,研究不同表面的氧化铁对吸附和光催化除砷的影响具有重要意义。本文使用水热法分别合成具有{001}面、{104}面、{113}面的α氧化铁。用三种合成的α氧化铁对砷离子进行吸附和光催化实验来确定α氧化铁表面对除砷性质的影响,同时与商业α氧化铁性能进行了比较。从XRD测试结果表明水热反应合成的氧化铁是α氧化铁,通过SEM测试说明合成的α氧化铁分别暴露了{001}面、{104}面、{113}面,且形貌清楚、分布均匀,由BET测试结果表明{001}面、{104}面、{113}面α氧化铁的比表面积分别为13.0 m~2/g、6.8 m~2/g、4.6 m~2/g。由吸附动力学实验可得,三种α氧化铁都符合准二级动力学模型,说明了在吸附砷离子的过程中存在共用电子对或电子交换的现象。由吸附热力学实验可得,三种α氧化铁吸附砷离子过程均符合Langmuir模型,说明吸附砷离子的过程是单层吸附而不是多层吸附,同时吸附是动态平衡的。结合吸附动力学和吸附热力学实验结果,α氧化铁对五价砷的吸附能力强于吸附三价砷的能力,并且在酸性条件下更有利于五价砷的吸附。同时,在p H=7时,α氧化铁的平衡吸附量为{001}>{104}>商业>{113}。值得一提的是{001}面α氧化铁的平衡吸附量约是商业α氧化铁的3倍。由先吸附后催化除砷实验可得,中性条件下对三价砷的催化移除能力强弱排序为:{113}>{104}>{001}>商业,并且{001}面、{104}面、{113}面α氧化铁的催化效果均受p H影响,在中性条件下催化效果相对较好,在碱性条件下相对较弱。通过吸附催化过程分别进行与同时进行的比较实验,在酸性和碱性条件下,{001}面和{104}面α氧化铁催化除砷性能有所提高,但相较仍低于中性下的催化能力,说明在黑暗吸附As(III)后会影响氧化铁催化除砷时的第一步反应,氧化铁光化学腐蚀部分受到阻碍从而影响下一步的光催化氧化。吸附催化同时进行则可以一定程度上地减轻这种影响。而{113}面α氧化铁受到这种影响较小。通过铁离子浓度测定,发现三种α氧化铁在酸性下更易发生光化学腐蚀,并经催化后溶出的铁离子浓度依然符合生活饮用水卫生标准。