氟是机体生命活动必需的微量元素之一，具有多方面的生理作用，但如果摄取量过高，会对机体造成各种损害，危害极大。氟在人体中过量存在，会破坏钙、磷的正常代谢，抑制酶的作用，从而影响内分泌功能，最终导致氟中毒，出现骨骼变形、腰椎僵直等体征。人体摄入氟的主要途径是饮用了含氟量较高的水，因此，对含氟水的处理工艺显得尤为重要。从水中去除微痕量的氟存在一定的困难，含氟水处理工艺一直是国内外环保及卫生领域研究的重要课题。目前国内外常用的除氟方法及工艺存在一定的局限性，因此，寻求一种价格合适、操作简单、除氟率高、性能稳定的新型除氟材料及处理方法对当前含氟水处理工艺研究有着重要的意义。本研究提出了含氟水处理的新方法。该方法从寻找不溶于水、能与胺类发生接枝反应的恰当骨架出发，选取聚丙烯酰胺凝胶作为骨架材料，通过Mannich反应接枝螯合基团，将Fe³⁺和Al³⁺固定到骨架上，再利用配位作用，将氟离子从水中去除，从而达到固液分离。本文以聚丙烯酰胺凝胶（PAG）为骨架，利用其有孔结构接枝二乙烯三胺（DETA）、三乙烯四胺（TETA）、亚氨基二乙酸（IDA），形成三种不同基团的胺类螯合物。通过考察胺化接枝反应的物料比、反应pH、反应温度和反应时间等合成参数的影响，结果表明：IDA的接枝率高达96.58%，TETA的接枝率为90.51%， DETA的接枝率为79.60%。在金属螯合接枝凝胶的实验中，分别以Fe³⁺和Al³⁺为螯合金属，考察螯合反应pH、温度、时间、螯合金属初始浓度等因素对螯合反应的影响，实验结果表明：胺化载铁工艺条件比载铝工艺条件温和，且金属负载率更高。将制成的六种配体交换凝胶除氟剂进行除氟实验，结果表明：胺化载铝凝胶处理低浓度含氟水（浓度<10mg/L）的性能明显优于胺化载铁凝胶，其中IDA接枝载铝凝胶和DETA接枝载铝凝胶的除氟性能类似，分别为94.3%和95.4%，均能使低浓度含氟水水样中剩余氟离子含量在国家饮用水标准范围内。胺化载铝凝胶处理高浓度含氟水的性能同样明显优于胺化载铁凝胶。其中，IDA接枝载铝凝胶的除氟性能最好。通过对除氟机理的研究，除氟过程可视为吸附过程。对吸附浓度变化拟合，过程符合Langmuir吸附，五种配体交换凝胶的吸附容量从2.96mg·g^-1到3.54mg·g^-1。与同类吸附剂比较，有明显的吸附优势。通过对除氟过程的表观活化能的计算，平均值为54.7407KJ·mol^-1，所以该过程是配体交换过程，可认为该过程产生了配位键。通过该种除氟新思路，获得了一种新的、操作简单的从含氟水中去除氟离子的材料和方法。