世界卫生组织指出,当水中氟离子浓度超过1.5 mg·L-1时,会对人体健康产生伤害,引起氟斑牙和氟骨病等疾病。据统计,全球有2亿多人饮用含氟水,7000多万人患有与氟有关的疾病。因此,脱除饮用水中过量的氟离子非常重要。除氟的方法有很多,其中吸附法是最经济高效的方法。活性氧化铝是目前工业上最常用的脱除水中氟离子的吸附剂。活性氧化铝一般由薄水铝石高温焙烧,经过拓扑转变而制备。不同形貌的薄水铝石会有不同的暴露晶面,从而具备一些特殊的化学性质。而薄片状和纤维状氧化铝会有与球形氧化铝不同的堆积方式,因而有可能解决传统氧化铝大比表面积和大孔径不可兼得的矛盾。具有特定形貌的纳米氧化铝因其独特的性能已逐渐成为材料领域的新宠,特定形貌薄水铝石的可控制备,具有十分重要的应用价值。基于课题组的前期研究结果,采用偏铝酸钠硫酸铝水热中和法,通过调控滴定终点pH值、晶化时间、晶化温度以及晶化方式等条件,可控制备出了一次粒子形貌为薄片状、菱形片状和纤维状的薄水铝石,将其高温焙烧得到不同形貌的活性氧化铝。系统研究了不同形貌的氧化铝对水中氟离子的吸附性能,探究了活性氧化铝结构与吸附性能之间的关系。吸附研究结果表明,基于相近的比表面积,不同形貌的活性氧化铝表现出不同的吸附能力,球状、薄片状、菱形片状和纤维状氧化铝的饱和吸附量分别为35.0、87.5、46.5和49.0 mg·g-1。这归因于表面活性位点的数量和孔结构的差异。研究结果表明,不同形貌的氧化铝吸附剂吸附氟离子的过程均符合拟二级动力学和Freundlich等温吸附模型。为降低生产成本,提高活性氧化铝的重复利用率,对吸附剂进行再生,以便提高活性氧化铝除氟的总效能。将吸附后的活性氧化铝通过不同的再生方法使其释放出被吸附的氟离子,重新恢复吸附能力。继而对不同形貌氧化铝的再生过程进行了全面的研究,再生研究结果表明,再生对氧化铝吸附剂的形貌和孔道结构产生一定影响,且吸附量随再生次数呈下降趋势。对比几种不同形貌的氧化铝吸附剂,纤维状氧化铝吸附剂再生后形貌、比表面积和孔结构参数基本不变,且仍能保持较高的吸附量,表明纤维状氧化铝稳定性强,适合多次再生循环使用。