通过十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)与钠基蒙脱土离子交换制备出季胺盐阳离子插层蒙脱土(CTMA+-M),采用小角X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪和高分辨透射电镜表征微观结构,研究CTMA+的插层量、溶液的初始pH值、初始浓度和其他共存离子对吸附铀性能的影响,考察了CTMA+-M处理铀矿水冶废水的应用性能。结果表明:CTMA+插层后蒙脱土的层间距由1.21 nm增加到4.09 nm,但仍保持钠基蒙脱土原有的晶体结构。随CTMAB用量的增加,插层到蒙脱土层间的CTMA+量增加,对铀离子的吸附容量逐渐增大,当CTMAB的用量超过阳离子交换容量的1.4倍时,铀吸附容量基本保持不变。溶液pH和接触时间对铀离子吸附性能影响较大,CTMA+-M最佳吸附pH值为6.0,平衡吸附时间为80 min,CTMA+插层能够改善蒙脱土对铀离子的选择性吸附。在1 L含有15 mg/L铀的废水中加入1.5 g CTMA+-M时,铀的去除率达到98%以上。