摘要：用共沉淀法将ZrOCl2·8H2O包裹在磁性纳米Fe3O4表面,合成了一种针对高浓度含砷含氟废水的高效新型磁性纳米吸附剂Fe3O4·ZrO(OH)2。研究考察了吸附剂对氟和砷的吸附容量、反应平衡时间以及pH对吸附效果的影响。实验表明,磁性纳米Fe3O4·ZrO(OH)2吸附剂对水中F-和As(Ⅲ/Ⅴ)等温吸附模型符合Langmuir和Freundlich模型。对溶液中总氟和总砷的吸附容量分别可达70.42 mg/g和133.33 mg/g。通过拟二级动力学方程可得知吸附过程在20 min左右即可达到平衡。随着pH的不断增加,吸附剂对氟的吸附容量逐渐降低,而对砷的吸附量则是先增加后减少。
氟(F)和砷(AS)在自然界中分布都十分广泛。氟化物被广泛应用于工农业、日常生活及高科技中，砷及含砷化合物用途也非常广泛。然而氟和砷的危害也均不容忽视，如果人或动物长期摄入过量的氟化物，则会导致牙齿和骨骼损害，并波及到心血管及神经系统的全身性疾病。砷更是人和动物致癌、致畸、致突变的罪魁祸首。近年来，有关氟和砷中毒事件的发生更是层出不穷。
在我国内蒙古、新疆、山西和贵州等地区都有关于高氟高砷水中毒事件的报道。另有报道称，氟砷共存时可能因二者协同毒性效应而导致氟砷中毒发病率异常升高。鉴于氟砷中毒的广泛性与严重性，饮用水中去除氟和砷就成了关系民生的重大问题。
世界卫生组织规定饮用水中氟和砷的最大允许浓度分别为1.5mg/l和0.01mg/l。我国自2007年7月1日实施的新国标《生活饮用水卫生标准（GB5749-2006）》将饮用水中氟和砷的标准限值定为1 mg/和0.01 mg/。为保证饮用水质安全、提高人民健康水平，迫切需要开发经济高效、方便可行的饮用水除氟除砷以及同时去除氟砷的工艺技术。。
目前，国内外饮用水除氟除砷的方法比较相似，常用而且比较有效的主要有混凝沉淀法、膜分离法、离子交换法、电化学法和吸附法等。由于吸附法具有除氟效果好、成本低、应用广泛等优点，一直是含氟含砷废水处理的重要方法之一。常见的除氟除砷吸附材料有稀土元素、活性材料、改性材料、铁铝及其化合物、复合材料、纳米材料等。
其中，稀土元素和铁铝及其化合物由于其低廉的成本一直是国内外应用最为广泛的传统吸附剂，而改性材料、复合材料和纳米材料作为一种新型的吸附材料，因其具有较大的吸附容量及多样的类型越来越受国内外学者的关注，但昂贵的制作成本与繁琐的固液分离过程成为制约其发展的一个重要因素，尤其在发展中国家。而同时具备价格低廉、选择性强、吸附速率快、化学稳定性好、固液分离简单快速且能将溶液中氟和砷一步去除等优点的吸附材料从目前来看在国内外的相关文献中尚未见有报道。
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