核电事业的快速发展促进铀矿冶工业的持续发展,进而导致大量放射性物质通过渗漏、降水淋滤等方式进入地下水环境中,造成严重的环境和社会问题,对人类健康造成极大的威胁。因此如何高效处理含铀废水成为亟需解决的问题。本研究以向日葵提取液做还原剂,液相还原制备纳米铁材料(SF-FeNPs);以膨润土为载体,用向日葵提取液将铁盐原位还原镶嵌进入膨润土,制备膨润土负载纳米铁复合材料(SF-FeNPs/BT);再分别将膨润土、SF-FeNPs、SF-Fe NPs/BT材料用于实验室模拟含铀废水的处理,考察pH、铀初始浓度、材料投加量、温度、反应时间等因素对其去除水体中U(Ⅵ)的影响,确定最佳去除条件;使用扫描电镜、X射线粉末衍射仪、X射线能谱仪等技术手段对反应前后的样品进行表征分析;采用动力学模型和吸附等温线模型拟合实验数据,探讨纳米铁及其复合材料去除水体中U(Ⅵ)的机理。实验结果如下:SF-FeNPs对铀的去除实验研究表明:绿色合成的纳米铁材料为粒径在30-60nm之间的球状颗粒,样品部分被氧化;在30℃、pH在6左右、铀初始浓度10mg·L^-1、SF-FeNPs投加量0.1g,接触震荡90min条件下,去除率达到92.95%;动力学和吸附等温线研究表明SF-FeNPs对水体中U(Ⅵ)的去除过程较符合准二级动力学方程和Langmuir吸附等温线模型;SF-FeNPs对水体中U(Ⅵ)的去除可能是氧化还原和共沉淀协同作用的结果。膨润土对铀的去除实验研究表明:在30℃、pH为7、铀初始浓度为10mg·L^-1、膨润土投加量0.1g,接触震荡90min条件下,去除率达到63.42%,升高温度有利于吸附的进行;表征分析表明膨润土去除水体中的U(Ⅵ)主要是物理吸附。SF-FeNPs/BT对铀的去除实验研究表明:纳米铁材料被成功负载在膨润土上,且在膨润土材料中表现出良好的稳定性和分散性;在相同实验条件下,复合材料的去除效率和反应速率都明显优于单一的膨润土和SF-FeNPs材料,且能在更加广泛的溶液酸碱度范围内去除水体中的U(Ⅵ)。在30℃、pH为5、铀初始浓度10mg·L^-1、SF-FeNPs/BT投加量0.075g、接触震荡90min条件下,去除效率达到98.67%;共存离子F^-、SiO₃^2-、CO₃^2-、HCO₃^-、Cu²⁺、Ca²⁺、Mn²⁺等共存离子均对SF-FeNPs/BT去除水体中的U(Ⅵ)具有一定的抑制作用,抑制作用随着离子浓度的增大而加强;动力学研究表明SF-FeNPs/BT去除水体中的U(Ⅵ)的吸附行为能用准二级动力学方程描述;等温线吸附模型研究表明Langmuir和Freundlich吸附等温模型都能较好的描述整个吸附过程,在30℃时理论吸附量为10.6mg·g^-1;表征分析表明SF-FeNPs/BT对水体中U(Ⅵ)的去除可能是还原沉淀、物理吸附等协同作用的结果。