饮用水氟含量过高引起的地方性氟病长期困扰我国部分贫困边远地区人们的生活。由于这些地区的地形等环境因素,天然氟化物容易在人们的饮用水源中积累,同时这些山区的经济条件不发达,集中式饮用水管网不能覆盖,人们的饮用水问题长期得不到根本解决。分散式饮用水处理是解决这一问题的有效可行的方法,其中吸附法由于其高效廉价,对硬件设备等要求不高,受到人们广泛关注,也是目前研究得最多的高氟饮用水处理方法之一。本文基于高氟饮用水的地区特点,制备了低成本,高效用,能适应其饮用水源水质特征,对人体无害的吸附剂。本文分别研究了壳聚糖改性钛水合物,硫酸铝改性沸石,硫酸钛改性沸石等改性天然复合材料吸附剂的除氟性能。结果表明：(1)本研究采用的非线性方法拟合Langmuir、Freundlich、Redlich-Peterson吸附等温式,对天然矿物累托石吸附氟离子过程的描述更接近,等温线拟合相关系数R1接近1。(2)壳聚糖改性钛水合物,硫酸铝改性沸石,硫酸钛改性沸石等改性天然复合材料吸附剂在具有弱碱性特征的高氟饮用水中的除氟性能优异,出水水质符合国家饮用水标准。(3)制备了一种廉价高效的吸附剂壳聚糖改性钛水合物(Ti-CHI),采用Ti-CHI用来去除水溶液中的氟离子。对吸附剂进行了红外光谱(FTIR)、带能谱功能扫描电镜(SEM)、X射线衍射、X射线光电子能谱(XPS)以及Zeta电动电位分析表征。吸附研究表明Ti-CHI对氟离子的吸附过程符合二级动力学模型和颗粒内扩散模型。Ti-CHI能够有效去除低浓度含氟废水,当初始氟浓度为4.52mg/L时,去除率可达到87.5%,溶液中剩余氟离子浓度为0.55mg/L,符合中国饮用水对氟的最高浓度(1.0mg/L)限制。改性吸附剂在pH值从4到9的范围内均可保持稳定的吸附性能。结合pH对吸附的影响、红外表征以及电动电位分析可知,-NH2和Ti-OH官能团是与氟离子发生配位反应的主要作用官能团。此外,溶液中存在的碳酸盐离子对吸附过程起抑制作用。采用Langmuir, Freundlich和Langmuir-Freundlich三种模型进行吸附等温线模拟,结果表明,Ti-CHI对氟离子的吸附过程符合Langmuir和Langmuir-Freundlich两种模型,且最大吸附量为16.12mg/g。热力学研究表明Ti-CHI对氟离子的吸附是吸热的自发反应过程。(4)分别采用硫酸铝和硫酸钛改性沸石,制备了两种吸附材料硫酸铝改性沸石(A1-Z)和硫酸钛改性沸石(Ti-Z),并用于饮用水的脱氟研究。未改性的沸石对氟离子几乎没有吸附作用,改性后的Al-Z和Ti-Z明显提高对氟离子的吸附能力。Al-Z吸附氟离子的最佳pH为6-9,最大吸附量为22.20 mg/g,而Ti-Z在最佳pH 3条件下的最大吸附量为6.12mg/g。N03-存在对吸附反应无明显影响,而CO32-和PO43-存在不利于吸附进行。三种离子对吸附过程的影响大小顺序为：P043->C032->NO3-。Al-Z和Ti-Z吸附F-的过程能被准二级动力学模型拟合。实验数据符合Freundlich吸附等温线模型。此外,通过分析等温模型计算出的热力学参数可知吸附反应是一个自发过程。(5)本研究设计了一套应用本项目研究制备的改性天然复合材料的饮用水除氟工艺,为吸附剂处理高氟饮用水的实际应用提供了硬件支持。