铊（Tl）是一种剧毒的重金属,近年来,由于含Tl矿物的冶炼以及化石燃料的燃烧,Tl向环境中的释放导致水体中Tl污染事件增多。国家颁布的《“十三五”生态环境保护规划》中,明确规定要组织开展典型地区的Tl污染排放调查,制定Tl污染防治方案。目前关于水中Tl的去除技术和在环境中迁移行为研究相比于其他有毒重金属例如Hg、Cr和Pb等相比较少,所取得的基础数据有限。吸附法被证明是去除水中Tl（I）的一种有效手段,金属氧化物作为吸附剂的一大分类,在自然界中含量丰富,分布广泛,对Tl在环境中的生物有效性起着重要的控制作用。基于目前已有的水中Tl吸附技术,论文补充了晶体结构对于二氧化锰（Mn O2）在广泛的p H范围下吸附和氧化Tl（I）过程中的影响;同时进一步选取了自然界中常见的金属氧化物水锰矿、针铁矿和金红石,探究了p H和离子强度等水化学条件对于它们吸附Tl（I）的影响,使用表面络合模型成功拟合了不同水化学条件下Tl（I）的吸附过程。本研究得到的基础数据有利于指导和优化水中Tl（I）的去除方法和预测环境水体中金属氧化物主导的Tl（I）迁移行为。论文研究了三种不同晶体结构的Mn O2（α-、β-和λ-Mn O2）在宽的p H范围下（5、7和12）对Tl（I）的吸附和氧化活性。Tl（I）在这三种Mn O2上的吸附等温线均符合Freundlich模型,拟合结果表明Tl（I）吸附量排序为α-Mn O2>β-Mn O2>λ-Mn O2,且p H值的增加有利于Mn O2去除Tl（I）。XPS结果发现,在所有p H值下,α-Mn O2对Tl（I）的氧化能力最强,这可能与其宽的隧道结构和高的Mn（III）含量有关。而β-Mn O2由于窄的隧道结构,不能够容纳Tl+,对Tl（I）的氧化能力很低。λ-Mn O2在p H为12条件下对Tl（I）的氧化程度远大于p H=5或7的情况,这是由于活性物种Tl OH参与了氧化还原过程。此外,XRD结果表明Tl（I）被氧化成Tl2O3,且Tl2O3衍射峰出现规律也与XPS结果得到的不同晶型Mn O2氧化Tl（I）的结果相符合。金红石、针铁矿和水锰矿能在10分钟内达到Tl（I）吸附平衡,然而这三种金属氧化物的Tl（I）吸附容量相比于Mn O2要低得多,高p H下更有利Tl（I）吸附,离子强度的增加会抑制Tl（I）的去除。通过在吸附实验中外投加CO32-证明了空气中CO2不会对吸附过程产生影响,XPS结果表明这三种金属氧化物与Tl（I）的氧化还原反应程度在吸附过程中较低。通过假设三种表面络合物种,分别为≡SWOTl、≡SWOTl OH-和≡SWOHTl+（≡SWOH代表金属氧化物化学式）,使用扩散双层模型成功拟合了不同的水化学条件下（p H和初始Tl（I）浓度）金红石,针铁矿和水锰矿吸附Tl（I）的过程。拟合结果获得了模型参数,包括三种金属氧化物的表面羟基位点密度和它们与Tl（I）的表面络合常数,模型可以延伸到预测其它水化学条件下不同的络合物种在达到平衡下对于总Tl（I）吸附的贡献率,进而了解Tl（I）在固液相上的分布行为。