氟在人体内是一种不可缺少的微量成分,它不但维持人体内骨骼正常发育,而且可以增进骨骼和牙齿强度,适量的摄入氟对人体健康是有好处的。但是如果摄入量过多会导致一类总称为“氟中毒”的疾病,表现为氟骨病、氟斑牙等等。长期摄入高剂量的氟更可导致骨骼变形、疼痛,关节僵硬、钙化,行走困难,严重者可导致瘫痪。目前,我国仍有几千万人饮用高氟水,对人体健康危害严重。
    为了探索合理的除氟方法和工艺,本论文对改性活性氧化铝球除氟性能进行了系统的研究。 本文分别采用氧化还原法和沉淀氧化法制备二氧化锰/活性氧化铝复合吸附材料HMOCA和MOCA,借助扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积测定仪、等电点测定技术、X射线衍射仪(XRD)、傅立叶FTIR-红外光谱对其性质进行了表征,并通过静态和动态吸附试验考察了吸附剂对水溶液中F~-的去除效能。 
    静态试验结果表明,HMOCA对F~-有较好的吸附性能。两种制备方法中,HMOCA的制备方法简单、吸附速率快,且吸附容量与MOCA相差无几;吸附等温线符合Langmuir方程,30℃下大吸附量为7.0872mg/g;溶液pH值对吸附有较大影响,适宜的pH范围为4～6;溶液中的干扰离子,除Cl~-和富里酸外,溶液中的SO_4~(2-)和HCO_3~-会不同程度地影响HMOCA对F~-的吸附;解析实验中,吸附剂可用pH为12的碱溶液再生。 
    在动态吸附装置上测定了改性除氟吸附剂的穿透曲线。固定床动态吸附试验表明,流速0.3 mL/s,进水F~-浓度5 mg/L时,F~-的穿透体积为669BV。 吸附动力学研究用4种动力学方程拟合,结果表明:伪二级动力学方程可更好的描述氟离子在HMOCA上的吸附动力学行为;孔内扩散方程拟合结果表明孔内扩散不是吸附速率唯一控制步骤,吸附速率同时受孔内扩散和液膜扩散的影响;Boyd动力学方程拟合结果说明液膜扩散是主要控制步骤。