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经济的快速增长、人口的急速膨胀、能源的日益匮乏,使得核工业的发展提上了日程。如何处理核废料的问题成为世界各国的关注点。一旦核废料从存储库中泄漏出来,必将对自然体系环境和整个生物体体系造成不可修复的伤害。目前,关于如何保证钚（Pu）等锕系元素在黏土屏障保持最小的迁移能力和最大的固化能力的研究是不充分的。本文针对Pu等锕系元素在天然地质处置环境中的胶体迁移行为的研究,提出了替代核素与矿物胶体相互作用的观点,形成金属-矿物胶体薄膜,从而达到固化核素目标。首先,选用Al和Ce-Al两种不同的柱撑剂对天然蒙脱土（MONT-Clay）、高庙子膨润土（GMZ BENT-Clay）和锂皂石（LAP,人造膨润土）进行改性处理,增大层间距,提高黏土的吸附能力。通过XRD、TEM、SAXS等方式研究改性前后黏土结构。由实验可知,矿物黏土被很好的改性,Al柱撑的蒙脱土以及高庙子膨润土的比表面积分别比原料增大了63%,542%,而Ce-Al柱撑的黏土的比表面积分别比原料增大了656%,1164%。这主要是柱撑剂成功的进入到矿物黏土的层间导致的。然而,Al和（Ce-Al）改性的锂皂石未成功,这是因为锂皂石自身的层间距不足以让Al和（Ce-Al）柱撑剂进入到黏土片层之间。其次,将改良层状结构黏土作为矿物胶体释放源,研究钒（IV）离子、铀酰离子（VI）与矿物胶体的相互作用,形成薄膜的情况,为钚（Pu）等锕系元素在柱撑黏土中的迁移机制提供实验数据支撑。通过AFM、GISAXS等手段研究薄膜结构。而钒-矿物胶体薄膜的研究发现V4+离子与矿物胶体相互作用,在玻璃基片上以塔状颗粒物堆积,VO2在400℃与500℃之间。而铀酰离子并未与黏土胶体相互作用,仅获得铀酰薄膜,薄膜颗粒大小不一,尖刺状,垂直于玻璃基板生长。研究发现,钒氧基离子、铀酰离子与黏土胶体颗粒相互作用,说明四价金属离子在一定的条件下,可与矿物胶体相互络合,形成氢氧化物沉淀,并最终获得氧化物-黏土薄膜,而六价金属离子不能够与黏土胶体颗粒相互作用。