铀是重要的能源资源，在经济建设和国防建设中发挥着重要作用。但我国的铀矿储藏量并不丰富。而海水约含有4.0×1012 kg铀，是陆地储量的1000倍。同时，盐湖卤水是另一个重要的铀资源。因此发展从低浓含铀的水中（海水和盐湖）提取铀的技术已经成为一个重要的工作。而另一方面，随着上世纪70年代以来核能的快速发展，如何有效处理各种含铀高浓废水，也成为一个迫切需要解决的问题。总的说来，面向溶液态下铀的提取、回收和有效处理的总目标，涉及到的关键科学问题有：　　 1）如何选择合适的提取剂能够选择性地吸附铀酰离子;　　 2）吸附铀后的吸附剂的再生以及铀的脱附富集;　　 3）溶液体系下铀的形态、化学行为和吸附特征。　　 针对以上问题，本论文以绿色安全并大量使用的纳米氢氧化镁作为研究对象，利用纳米材料独特的表面效应，开展铀资源综合提取技术研究及探讨其机理。　　 本论文：　　 1）探讨了纳米氢氧化镁对水中低浓度铀的吸附行为及吸附规律。通过纳米氢氧化镁薄片对模拟合成的低浓度的UO2(CO3)34-的吸附动力学、热力学和吸附等温线的研究，结果表明吸附符合Langmuir吸附等温线，吸附动力学符合二级动力学模型且吸附是一个自发的吸热的过程。另外，通过zeta电位的实验表明纳米氢氧化镁吸附剂对碳酸铀酰的吸附属于静电吸附。进而，本论文全面的分析了吸附力b值在低浓度物质吸附中的重要作用，为吸附剂的选择和研制提供了依据。　　 2)通过宏观实验（吸附实验、吸附等温线绘制、吸附动力学研究）与微观技术(红外、TRLFS、XRD、HRTEM)相结合，来研究铀的化学形态以及不同浓度铀的吸附情况，特别是高浓度铀的去除，并探讨纳米氢氧化镁与铀的作用的微观结构、作用机理以及吸附模型研究，给放射性废物的安全处置提供了科学依据。本论文是第一次通过TRLFS手段来证实表面沉积模型，并且用于铀的吸附机理的研究，从而增强吸附模型预测的可信度。　　 3)本课题组前期研究中通过控制镁盐物相变化和生长实现了纳米氢氧化镁吸附剂有效循环再生并浓缩低浓度Cr(Ⅵ)。本论文借鉴该思路希望解决纳米氢氧化镁吸附铀后的再生问题以及吸附物的浓缩富集问题，结果表明，碳酸氢钠路径可以实现铀的几乎完全脱附，同时可以实现铀的多级吸附富集。而二氧化碳路径，可以实现吸附材料的循环回用，但目前脱附率低，本论文对此做出了分析。　　 综上所述，本工作从铀的形态与吸附入手，到铀的吸附机理的研究（静电吸附和表面沉积模型），再到铀的浓缩富集与利用，很好的以纳米氢氧化镁为切入点，并利用其大比表面积、多活性位点、大的吸附力b值以及“快速生长”的思路展开了研究工作。本工作为铀吸附富集等研究领域提供了借鉴，具有一定的启发作用。