SO₄^2-广泛存在于生活废水、工业废水和工艺循环水中,SO₄^2-浓度过高会腐蚀损坏设备,危害人类健康。从目前脱除SO₄^2-方法的处理效果来看,选用锆系材料吸附SO₄^2-选择性较高、成本低廉。但锆系吸附材料多为粉末状,使用泥浆床进行吸附-解吸,需要反复进行液固分离和吸附剂的分散,操作难度大,费用高。因此,研究开发球形颗粒吸附材料,用固定床代替泥浆床,对锆系吸附剂在工业水处理中的应用具有重要意义。本文采用溶胶-凝胶法制备具有大比表面积和高吸附性能的球形复合材料。对其微观形貌、晶体结构、孔结构和比表面积进行表征,探讨复合材料的组成和形成机理。在此基础上,对吸附剂进行静态和动态吸附-脱附性能考察,探究不同吸附条件（吸附时间、温度、溶液浓度和流速等）对复合材料吸附性能的影响,结合吸附剂在不同条件下的溶解损耗情况,确定静态和动态吸附的最佳条件。以烧碱溶液为再生剂,考察吸附剂的脱附再生性能,并对吸附前后的复合材料进行表征,探究其吸附-脱附机理。结果表明:所制备的球形吸附剂是一种非晶态的纳米复合材料。由于胶粒表面羟基连续的脱水缩合作用,吸附剂表面呈均匀的纳米片状结构,片层厚度约为10～30 nm,片状结构是由直径小于5 nm的条状或棒状物质组成。吸附剂是典型的介孔材料,片层堆叠产生空隙,具有较大的孔隙度（平均孔径约6.23 nm）和比表面积（约为220.22 m²/g）。球形复合材料的静态吸附实验数据符合Langmuir吸附等温方程和伪二级动力学方程,说明活性位点均匀的分布在吸附剂表面,对SO₄^2-进行单分子层吸附,吸附过程为化学吸附。热力学研究表明,吸附SO₄^2-是自发的且为放热反应。最佳静态吸附条件:选择Zr/Al摩尔比为0.2的球形吸附剂,SO₄^2-溶液p H为2,在室温下连续吸附150 min,14 g/L的SO₄^2-溶液可以使吸附剂达到最大吸附容量,约为205 mg/g。选择25 g/L的Na OH溶液进行脱附实验,吸附剂的再生性能良好。吸附剂具有良好的球形度和机械强度,在动态吸附研究中,减小SO₄^2-溶液浓度和流速,适当增加床层高度,可以有效提高吸附剂的利用率。较为适宜的动态吸附条件:SO₄^2-溶液的初始浓度为1～2 g/L,溶液p H为2,流量约为1.5 m L/min,吸附剂装填高度约为10 cm,此时吸附柱的饱和吸附容量为108.22 mg/g,选用5～10 g/L的Na OH溶液进行脱附再生。吸附-脱附机理的研究表明,吸附剂表面的活性组分Zr-OH参与了SO₄^2-的吸附过程,通过离子交换作用,复合材料在酸性溶液中吸附SO₄^2-,在碱性溶液中脱附SO₄^2-。