核能快速发展已经成为新能源的主力军。然而核能原材料-铀矿在开采加工和乏原料在后处理过程中生成大量放射性污染。放射性污染相对于重金属在极低浓度下具有辐射损伤和穿透性、生物累积性和持续性;退变性等特点。而且,放射性污染的治理存在能否准确预测放射性核素在复杂环境中化学行为和能否在超低浓度下对放射性核素具有高效富集等难题,因此放射性污染的治理是目前现阶段亟需解决的科学难题。申请人近年来依托表面络合模型、先进同步辐射技术和理论计算从分子水平揭示放射性核素在不同环境介质的化学行为和微观结构;发现氧化石墨烯和碳纳米纤维及其复合材料对放射性核素具有高效富集、快速还原和选择性吸附等优势,拓展了碳基纳米材料及其复合材料在环境放射性污染治理的应用。这些研究结果为高效富集实际环境的放射性污染的治理及其海水中选择性提取铀等领域提供了理论基础和科学依据。