核能作为一种重要的低碳排放非化石能源,在全球能源供应中发挥着重要作用。海水提铀技术能够解决陆地上储量不足,开采困难、分布不均等问题,是非常重要的分离技术。但海水中的铀浓度较低、诸多离子竞争、复杂的海洋环境等问题,使得很难大规模推广。所以开发高效且低成本的吸附剂是必要的手段。目前大多数吸附剂均为偕胺肟基材料,其苛刻的聚合条件、较低亲水性、选择性不高的问题使得吸附效果不能够有效提高。无机介孔材料是一类比表面积高、吸附位点分散、制备简单的绿色吸附剂,已经广泛应用于各种污水处理和重金属回收中。为了寻求有效的纳米材料作为吸附剂,丰富吸附剂的体系,本文在调研铀在海水和陆地上的存在形式,结合目前新型的吸附剂的机理,制备了具有较高的吸附容量且选择性极高的介孔无机材料。主要内容分为以下两个部分:1.结合陆地上的铀矿的存在大多数为磷酸-铀矿石的现象,本文利用纳米乳液法制备了密度极低介孔磷酸氢钙纳米线。重点研究了微乳液对形貌和相的影响。在模拟掺铀的海水溶液中,其最高实现了3125 mg-U/g的吸附量,而且在30分钟内便吸附到饱和。在真实海水中,实现了13.5 mg-U/g较高的吸附量。更重要是对过渡金属离子均有较好的选择性,尤其是对V。通过EXAFS和XPS分析了其配位结构主要为磷酸根的P-O对铀酰离子的螯合,其次通过DFT计算,得到磷酸氢根对铀酰离子的单位质量的吸附能远低于钒酰离子,证实了其选择性较高的原因。其制备简单,绿色廉价,吸附性能极好。因此,介孔磷酸氢钙纳米线大规模运用到真实的海水提铀中是非常有前景的。2.结合海洋中的铀酰被碳酸根结合的现象,利用微乳液法制备了介孔球霰石碳酸钙。重点研究了表面活性剂对形貌和相的影响。其中F127不仅可以造孔,而且可以稳定球霰石寡聚物。m Ca CO3运用到海水提铀中去,其吸附量是商业化的碳酸钙的2倍左右。其在掺铀的模拟海水溶液中,最高实现了852 mg-U/g的吸附量。更重要的是,将其放到透析袋中,其吸附性能几乎不受影响。在真实海水中,实现了6.5 mg-U/g较高的吸附量,且对过渡金属离子均有较好的选择性,尤其是对V。通过XPS、IR等证实了铀酰的存在和吸附配位结构。介孔球霰石碳酸钙制备简单,绿色廉价,选择性好,这使得介孔球霰石碳酸钙非常有前景运用到真实的海水提铀中。