铀矿开采、核能发电、乏燃料处理等核工业的快速发展,对水体造成了放射性污染,对生态环境和人类健康构成潜在威胁。因此,安全有效地处理受铀污染是一项紧迫的任务。传统分离富集的铀方法如:化学沉淀、溶剂萃取、离子交换、膜分离和吸附法等。其中,吸附法因材料来源丰富、成本价格低、吸附容量大,专一性高、操作方便等特点,已成为分离富集水溶液中铀的最具前景方法。在本论文工作中,成功的构筑了具有高分离效率、优异选择性、良好化学与辐照稳定性碳基纳米材料,并详细研究了对放射性铀吸附性能。1.以单壁碳纳米角(SWCNH)和三乙烯四胺(TETA)为初始原料,利用混酸酸化法制备亲水性羧基化单壁碳纳米角(SWCNH-COOH),再氨基化制备得到表面积大和丰富的纳米孔隙结构复合材料SWCNH-TETA。通过静态铀吸附实验结果表明:最佳的铀吸附pH值是6.0,对应的铀吸附量为205.6 mg/g。吸附行为符合准二级动力学方程,对铀(Ⅵ)的吸附受化学作用控制。可以用Langmuir等温吸附模型对其进行很好的描述,热力学研究表明吸附是自发的吸热过程。而且该材料对铀吸附具有很好的选择性和循环使用性能。2.采用原位聚合方法,成功的将聚酰胺酸接枝到大丽花状单壁碳纳米角(PAA/SWCNH-NH₂)上。酰胺基团是富集金属离子和形成金属离子-酰胺键的活性组分,静态铀吸附实验结果表明:最佳的铀吸附pH值是4.5,吸附行为受化学作用控制。可以用Langmuir等温吸附模型对其进行很好的描述,理论单层吸附量可达到200 mg/g。吸附热力学研究表明吸附是自发的吸热过程,而且该材料对铀吸附具有很好的选择性和循环使用性能。3.以氧化石墨烯(GO),Zn(NO₃)₂·6H₂O为初始原料,采用湿法化学法一步得到棒状ZnO负载在GO上复合材料(ZnO-GO)。利用扫描电镜(SEM),能谱(EDS),光电能谱(XPS)等手段详细表征复合材料的结构。静态铀吸附实验结果表明:最佳的铀吸附pH值是4.5,实验最大吸附量179.8 mg/g。吸附行为符合准二级动力学方程,受化学作用控制。