本文利用纳米材料的高表面能及高岭土的天然2D结构制备新型复合吸附剂来吸附还原态砷,同时研究了其他吸附性能较好的多组分吸附剂吸附砷,制备出高岭土基纳米氧化铜、钙-铝-铁吸附剂及钾基高岭土,通过XRD、FITR及SEM进行了表征分析。在自行搭建的固定床实验台上进行单组份吸附剂与复合吸附剂的吸附性能筛选实验。初步筛选出的吸附剂与模拟垃圾在流化床试验台进行热解实验。基于密度泛函理论利用量子化学软件Materials Studio 8.0研究高岭土及高岭土基纳米氧化铜对三种砷分子的作用机理。主要研究结果如下:在固定床筛选实验中共进行了7种吸附剂的吸附砷的实验,其中自制的吸附剂均表现出较高的吸附量,吸附量大小为高岭土基纳米氧化铜>钙-铝-铁吸附剂>钾基高岭土,分别达到11.65 mg·g-1、11.50 mg·g-1及7.41 mg·g-1。经过简单地机械混合而成的氧化铜复合氧化铁的吸附量达5.67 mg·g-1,剩余的单组份吸附剂中吸附量最高值仅为3.86 mg·g-1。对制备的吸附剂进行了温度和吸附时间对它们吸附性能的影响研究。温度越高,高岭土基纳米氧化铜的吸附量逐渐升高,400℃时其砷的吸附量为9.22 mg·g-1,随着温度升高至800℃,吸附量相应地增加至14.29 mg·g-1,钙-铝-铁吸附剂的吸附量随温度变化较小,400℃吸附量为11.76 mg·g-1,800℃略微减小为10.01 mg·g-1,钾基高岭土的吸附量先上升后下降,最大值在600℃取得,为7.26 mg·g-1。在0～30min时间范围内,吸附时间越长,上述三种吸附剂吸附气相砷的量均不断增多,30min时高岭土基纳米氧化铜、钙-铝-铁吸附剂及钾基高岭土的最大吸附量分别为11.65 mg·g-1、11.50 mg·g-1以及7.41 mg·g-1。流化床实验中以热解炭中富集的砷含量为添加剂的固砷性能的评判标准,2%的高岭土基纳米氧化铜对垃圾中的砷的固相富集效率在500℃时可达46.9%。添加比升高至4%和6%,固相富集率最高为59.9%及62.9%。对500℃和600℃的热解残炭进行XRD分析,结果表明钙-铝-铁吸附剂将优先与垃圾热解时产生的CO2发生反应。钙-铝-铁吸附剂及钾基高岭土对砷的富集效果较低的原因是添加剂与砷的作用力不同,高岭土基纳米氧化铜吸附过程中主要作用为化学吸附,其余两者以物理吸附为主。温度为450℃时高岭土基纳米氧化铜对Pb、Cr的固相富集效果分别由23.2%和26.6%提高至74.2%及44.6%,最高值于550℃取得分别为91.9%及66.4%。4%和6%的添加剂对Pb的固相富集率最高为550℃的94.2%及500℃的95.5%,Cr的对应值为68.1%和75.8%。添加剂对Cd则没有明显的效果。对热解炭中四种重金属的生态风险进行评估,得出轻微级污染的风险等级。量子化学计算中的吸附能及吸附前后的位置变化结果表明:高岭土对三种分子的吸附能力较弱,其中以As4分子最易吸附,As H3分子最难吸附。在高岭土（001）面基础上引入氧化铜分子,以其作为新的吸附构型,分别计算As2、As4及As H3分子以垂直及水平方式吸附在新的吸附位点上的吸附能。得到各自分子的最稳定吸附构型,对应的吸附能分别为-180.48k J·mol-1、-154.46 k J·mol-1及-130.27 k J·mol-1。在这些构型中形成了新的化学键,分别为As-O键和H-O键。通过对Mulliken电荷变化及键布居分析得出吸附过程中氧化铜中的O原子得到大部分的电荷,三种分子的As原子及H原子失去了电荷,新形成的化学键类型为共价键。对各自体系的态密度进行分析,得出与之类似的结论。最后,对吸附构型的差分电荷密度图进行了分析,可以发现相对不稳定的构型中形成了相对较弱的作用力,比如离子键,甚至仅为物理吸附。而在稳定构型中,吸附剂与吸附质之间的作用力均为较强的共价键。