随着工业的迅速发展,化工、电镀、冶炼、矿业等行业的生产过程中产生大量含有高浓度砷、镉等有毒物质的废水,导致砷、镉及其有毒化合物在环境中的浓度升高,引起水源地的水质恶化,对人类健康造成极大的危害。传统的重金属去除方法有现有的废水处理法主要有沉淀法、离子交换法、吸附法、膜分离等方法,与其他方法相比,吸附法由于其简单易行、处理量大、经济适用、耐环境冲击等优点得到广泛的应用。实验室自制二氧化钛（TiO₂）吸附去除高砷酸性废水不仅实现出水达标,还可以达到零废渣排放。本文以实验室自制纳米TiO₂为吸附剂,利用原子吸收光谱仪（AAS 800, PE）测量水样中砷（As（V））、镉（Cd）的浓度,分别研究了了单砷、单镉及砷镉混合溶液在TiO₂上的吸附等温线、吸附动力学、砷对镉、镉对砷以及pH对吸附的影响;通过表面增强拉曼（SERS）、红外光谱（ATR-FTIR）、Zeta电位的表征及电荷分布多位络合模型（CD-MUSIC）模拟实验数据,得到As（V）与Cd在TiO₂上吸附形态及其共吸附的机理。通过研究,获得以下成果。TiO₂吸附剂吸附性能研究结果表明,在pH值为5、7时,水样中As（V）与Cd共存时,Cd去除效率由334.0 mg/g TiO₂和661.9 mg/g TiO₂分别增加到458.2 mg/g TiO₂和848.7 mg/g TiO₂,因此,As（V）与Cd共存时会促进Cd的去除。并且,As（V）的浓度越高,Cd的去除率也越高,且在pH=3-8范围内促进Cd去除的作用明显;同时Cd在pH值为3-10范围内均能促进As（V）的去除,在pH值为6.8时,Cd促进As（V）去除的效果最好,As（V）的去除率增加了44.7 %。当As/Cd及Cd/As的摩尔比为2时,其相互促进的去除率达到最大。As（V）、Cd及其共吸附时动力学研究表明,单As（V）及Cd在TiO₂上的吸附符合拟二级动力学方程,而As（V）与Cd共吸附时其吸附时间明显增长,由符合拟二级动力学方程变为符合拟一级动力学方程。As（V）与Cd在TiO₂上先后吸附顺序也会影响其共吸附时的去除率。通过SERS、ATR-FTIR、Zeta电位的表征及CD-MUSIC对实验数据的模拟,研究吸附机理,结果表明:低浓度的砷镉(As=10 mg·L^-1,Cd=75 mg·L^-1 )在溶液中不会形成络合物,且As（V）及Cd均以双齿双核形式吸附在TiO₂表面,Cd与As（V）在TiO₂上互相促进吸附的机理为其在TiO₂上形成表面络合物[Ti₂O₂AsO₂Cd^1/3];较高浓度的砷镉(As>150 mg·L^-1,Cd=350 mg·L^-1 )在pH>5时会产生沉淀,其互相促进去除的机理主要是以Cd₃（AsO₄）₂形式沉淀,而在pH<5时其相互促进去除的机理则是在TiO₂上形成表面络合物[Ti₂O₂AsO₂Cd^1/3]。