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氟是日常生活中广泛应用的非金属元素,也是人体不可或缺的微量元素之一。饮用水中约有90%的氟可被人体吸收,因此饮水成为人体摄取氟的主要渠道。适当摄入氟对人体是有益的,过量摄入则会造成氟中毒,例如氟斑牙、氟骨症等。我国由于天然地质条件而形成的高氟地下水主要分布于华北、西北、东北以及黄淮平原等地区;另外随着冶炼铝厂、陶瓷玻璃、半导体制造、磷肥业等的发展及其含氟废水的不合理排放,也造成了越来越多地区水体的氟污染。目前,我国常规水处理工艺对氟的去除能力较差,难以满足生活饮用水卫生标准《GB5749-2006》的出水水质要求。本研究利用微米级氧化锆对氟较强的吸附作用,同时利用沸石分子筛稳定的结构、丰富的孔道,将两者进行结合,制成沸石分子筛/微米氧化锆新型水处理材料,提高传统工艺对水中氟的处理效能,论文的研究内容主要包括以下三个部分:沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂制备优化的研究:本研究利用微米氧化锆交联沸石分子筛,制备出一种去除水中氟离子的复合吸附剂,通过优化沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂的制备工艺参数:盐酸浓度、微米氧化锆与沸石分子筛质量比、制备温度以及制备时间,确定沸石分子筛/微米氧化锆的最佳制备参数。最佳的制备方法为:盐酸浓度8%、微米氧化锆与沸石分子筛的质量比为0.8/1、制备温度10℃、制备时间10 h。采用比表面积（BET）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重（TG）对沸石分子筛/微米氧化锆的表面与结构特征进行分析。结果表明:沸石分子筛/微米氧化锆比表面积要大于沸石分子筛,其表面呈凹凸状,且能同时检出微米氧化锆与沸石分子筛的特征基团Zr-OH、Zr-O、X-OH、X-O4（X为Si、Al）等,XRD表明微米氧化锆的引入对沸石分子筛本身结构造成很大改变,TG分析表明微米氧化锆的引入对沸石分子筛自身的结晶水含量造成一定影响,且热稳定性升高。沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂吸附效果的影响因素及再生研究:采用静态吸附试验,用氟化钠模拟含氟原水,研究包括投加量、吸附时间、p H值、吸附温度在内的不同因素对吸附效果的影响。试验结果表明:最佳投量为2 g/150 m L;吸附8 h时已基本趋于吸附饱和;p H处于5～6之间时,吸附剂对于氟离子有很好的去除效果;吸附温度在5～25℃范围内,氟离子的去除效果随温度的升高而增大。当原水氟离子浓度为4～5mg/L时,采用沸石分子筛/微米氧化锆投加量为2 g/150 m L,吸附时间8 h,p H值6.5,温度25℃时,氟离子的去除率达到最大,为95.36%,此时吸附量也达到最大,为0.36mg/g。氟离子饱和沸石分子筛/微米氧化锆最佳再生条件:将氟离子饱和沸石分子筛/微米氧化锆2.0 g置于100 m L阳离子总摩尔浓度为1.0 mol/L的Na OH溶液中,在转速为130 r/min、30℃条件下振荡12 h,然后将再生后的吸附颗粒用去离子水冲洗干净,60℃条件下烘5 h,即制得再生后的复合吸附颗粒。再生后的吸附颗粒对氟离子的去除率与吸附量分别达到80.02%和0.293 mg/g。沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂吸附机理的研究:分别研究沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂对氟离子的吸附动力学、吸附等温线和吸附热力学。试验结果表明:沸石分子筛/微米氧化锆去除氟离子的反应符合Lagergren准二级动力学模型;吸附符合Freundlich吸附等温线方程,即为多层吸附;吸附热力学结果表明沸石分子筛/微米氧化锆吸附氟离子的过程是自发进行的吸热反应。将吸附氟离子后的沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂进行SEM-EDS、FTIR、XRD分析,结果表明沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂吸附氟离子前后晶体形态与结构并没有发生较大改变,仍保持以硅铝氧为基本骨架的四面体结构;主要依靠Zr-OH、Zr-O与氟化物发生配位交换,并生成Zr-F、[Zr F5]-等新的特征基团。沸石分子筛/微米氧化锆复合吸附剂制备及机理分析的成果,可为高氟水的处理提供技术参考和理论支持。