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本文针对吸附材料处理含氟水时出现的吸附效果差、难以重复利用的问题,成功制备了两种新型的除氟材料:纳米结构的磷酸钛粉体和大孔阴离子交换树脂负载磷酸钛复合材料(Ti P-201),并考察了其对氟离子的吸附性能。首先采用了透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)的表征方法对这两种材料进行表征分析,进而考察了体系p H值、竞争离子对吸附行为的影响,并完成等温吸附、动力学和模拟柱吸附脱附实验。本研究制备的磷酸钛粉体是一种纳米花状结构的α晶型Ti(HPO4)2?H2O。Ti P-201复合材料的透射电镜和扫描电镜图可以看到Ti P-201球体内部具有丰富的孔道结构,纳米磷酸钛均匀地分布在整个D201的孔道内。磷酸钛粉体在p H=2.0~5.0之间具有较好的除氟效果,最佳吸附p H值为3.0。竞争离子与氟离子的摩尔比为64:1时,磷酸钛粉体对氟离子的去除率仍保持在45%以上,表明该材料具有很好的选择吸附性。等温吸附实验得出磷酸钛的最大吸附容量为114.2 mg/g,并且温度对除氟效果的影响不大。磷酸钛粉体对氟离子具有较快的吸附速率,吸附平衡时间为60 min。在满足生活饮用水卫生标准(GB 5749-2006)条件下,1 kg磷酸钛可以处理800 kg的含氟水,吸附饱和时处理含氟水量为1400 kg。Ti P-201最佳吸附p H值为3.0,此时去除率为79.2%,另外p H值更高的碱液可以使Ti P-201脱附再生。竞争离子与氟离子的摩尔比为64:1时,Ti P-201对氟离子的去除率可维持在50%以上,表现出较为明显的选择吸附性。等温吸附实验结果表明实验温度对Ti P-201的除氟性能影响不是很大,最大吸附容量为33.8 mg/g。Ti P-201对氟离子的吸附平衡时间为80 min,去除率到达了61.1%,伪一级动力学模型能够更好地拟合Ti P-201的吸附动力学曲线(R2=0.910)。以WHO饮用水水质准则(氟化物1.5 mg/L)为参照,进水氟离子浓度为2 mg/L,流速20 BV/h的情况下,Ti P-201的穿透量为475 BV。采用5%Na OH和5%Na Cl的混合液作为脱附剂,10 BV体积的脱附液就可以使吸附氟离子饱和的Ti P-201脱附率达到100%。柱吸附-脱附实验表明Ti P-201吸附剂可以再生循环利用。Ti P-201复合材料具有很好的实际应用前景。