核能被视为当代能源系统的关键组成部分,主要是因为核能不仅清洁而且高效。铀作为重要的核能战略资源之一,是我国核工业事业发展的基本保障。但我国陆地矿石中的铀资源并不是无限的,它们只能维持未来100年的能源供应,但海洋中含有约45亿吨铀,其数量约是陆地上沉积铀的1000倍,如果能高效地将海洋中的铀资源利用起来,将解决未来几个世纪核能供应短缺的问题。但是,海洋中铀离子的浓度仅为3.3 ppb,同时存在大量的干扰杂质,如何有效和选择性地富集铀是一项艰巨的任务。为了克服这些重大挑战,本论文通过利用生物仿生技术以及相分离的策略,制备出高效、耐用、低成本的吸附剂,通过FT-IR、SEM、AFM与XPS等现代分析技术,对材料形貌与成分等结构信息进行了表征;同时,对材料的吸铀容量、吸铀特异性、机械性能、再生性能进行了系统性的测定;并对其吸附机制进行了解析。本论文的具体研究内容如下:（1）水杨醛肟/聚多巴胺功能化氧化石墨烯复合材料的制备及其对铀吸附性能的研究受贻贝粘附蛋白启发,本研究以多巴胺（DA）为功能试剂,开发了一种快速制备偕胺肟基铀吸附剂的新方法。通过多巴胺的聚合与水杨醛肟的共沉积合成了水杨醛肟/聚多巴胺改性的还原型氧化石墨烯（RGO-PDA/oxime）。该方法将偕胺肟基铀吸附剂的合成时间从几天减少为2小时,且制得的吸附剂对铀具有非常好的吸附量、吸附速率、特异性与重复利用性,其最大吸附量高达1049 mg/g,是已报道的PDA或肟基吸附剂的3-16倍。RGO-PDA/oxime对铀的吸附过程与准二级动力学模型和Langmuir等温方程良好吻合,证明了该吸附过程为化学吸附。GO与水杨醛肟之间的静电排斥以及PDA与肟分子之间的有效结合,使更多的肟分子分布在吸附剂表面,从而使吸附剂对铀酰具有出色的吸附性能。进而,考虑到DA可以粘附在不同基质的表面上,我们将该方法用于修饰其它五种纳米结构,这些制备的PDA/oxime改性材料表现出良好的铀吸附效率,证明了该方法具有广泛的适用性。（2）柔性聚偕胺肟多孔网络膜的制备及其对铀吸附性能的研究本研究采用改性的相分离技术,简便、快速、低成本地制备了高机械性能与吸附容量的偕胺肟多孔网络膜（PAO PNMs）。所制备的PAO PNMs具有优异的亲水性、柔韧性、抗拉强度（16.98 MPa）、杨氏模量（0.55 GPa）与多孔性（3D多孔网络结构）;并展示出非常好的吸附容量、特异性与再生性,其对铀的吸附量高达707±5.8 mg/g（在8 ppm铀加标的模拟海水中）与9.35±0.47 mg/g（在天然海水中）,回收利用10次后,吸附剂仍具有高的吸附效率。动力学模型、XPS分析、Kd量,证实了该吸附剂中偕胺肟基与铀酰高亲和力的化学结合,并诠释了其吸附机制。更重要的是,该方法可以简便、低成本地制备PAO多孔膜。PAO PNMs高的吸附容量与机械性能、简易与大量的制备技术,展示出其在工业化海水提铀方面具有很广阔的应用前景。