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近年来,地下水氟污染已经逐渐成为世界性问题而引起广泛关注,氟中毒严重地威胁人们的身体健康。在我国,受氟污染的地下水主要分布在经济落后的农村和边远地区,水资源的缺乏、经济的落后和资金的不足,导致高氟水很难找到替代水源,从而使得地方性氟中毒的问题难以解决。为了能够为经济欠发达地区提供可饮用的地下水,性价比较高的的氟污染水处理技术亟待开发。吸附法由于其操作简便性以及经济性较高,已广泛应用于地下水及饮用水中氟化物的去除。本研究采用成本较低的花生壳质生物炭、活性炭、膨润土和沸石作为吸附剂,对比不同的改性方法下,材料的除氟效果,最终筛选出除氟效果最佳的聚吡咯负载花生壳质生物炭(PPy/BC)开展进一步研究。傅里叶红外光谱(FTIR)结果显示,PPy/BC之所以在本研究的众多材料中除氟效果最好,是由于生物炭表面的含氮官能团同PPy形成共轭结构,加强了材料的除氟性能。本研究探讨了氟初始浓度、吸附剂投加量、pH、温度和共存离子对PPy/BC除氟效果的影响。结果表明,PPy/BC在溶液pH介于2.0~10.0时都具有较好的除氟效果,共存离子对PPy/BC的除氟影响较小。当氟浓度小于31.7 mg·L-1时,温度对氟吸附量几乎没有影响。Langmuir吸附等温线拟合结果显示,PPy/BC对氟的最大吸附容量为17.153 mg·g-1。将PPy/BC同其他吸附剂的除氟效果进行比较,结果表明PPy/BC在经济性、环境适应性以及除氟效率方面具备一定的优势。采用比表面积分析仪(BET)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)以及电位滴定仪等仪器,对吸附材料的表面形态、组成元素、官能团及零点电位等特性进行表征,同时结合动力学、吸附等温线和热力学结果,得到PPy/BC吸附除氟的机理。结果表明,吸附可以有效地自发进行,且该过程是内界相关的特异性化学吸附过程。离子交换作用在去除氟离子过程中为主要作用,其次,生物炭表面羟基官能团的静电吸引起到次要作用。在吸附过程中,表面吸附和介孔扩散为主要的控速步骤。通过对XPS结果计算,得到PPy为3层聚合结构。