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有序介孔碳材料因比表面积大、孔隙率高和环境友好等优点常被用作吸附材料处理核燃料循环过程中的含铀废水。但是表面官能团少限制了有序介孔碳材料在吸附方面的应用,因此将对铀有高配位能力的基团引入到有序介孔碳材料上,对开发新型吸附材料和处理含铀废水有重要意义。本文以纳米级有序介孔碳球(MCNs)为基体材料,偕胺肟基团和磷酸基团为修饰基团,通过化学接枝法将基团接枝到纳米级有序介孔碳球表面,制备出偕胺肟化纳米级有序介孔碳球(MCNs-AO)和磷酸化纳米级有序介孔碳球(MCNs-PO4)。SEM、TEM和N2吸附-脱附证明功能化后纳米级有序介孔碳球形貌和孔道结构未变化,仍保留有序介孔结构;FT-IR、XPS、Zeta电位和元素分析表明偕胺肟基团和磷酸基团成功接枝到介孔碳球表面,接枝量分别为1.79和1.86 mmol·g-1。采用静态吸附实验研究p H值、接触时间、初始浓度和温度等因素对吸附的影响,MCNs-AO和MCNs-PO4对铀(Ⅵ)的最佳吸附p H值分别为5.5和6.0;均能在100 min内达到吸附平衡,符合准二级动力学模型;铀(Ⅵ)的吸附符合Langmuir吸附等温模型,单分子层饱和吸附容量由56.18 mg×g-1(MCNs)提高到667.67(MCNs-AO)和502.51 mg×g-1(MCNs-PO4);热力学参数ΔH>0,ΔG<0,说明吸附均是自发吸热的过程。可分别利用1.0 mol·L-1 HCl溶液和1.0 mol·L-1 HNO3溶液高效洗脱MCNs-AO和MCNs-PO4,洗脱率分别为94.07%和93.19%;重复使用MCNs-AO 6次,MCNs-PO4 5次后吸附量仍能达到90%以上;离子选择性表明,引入的基团能有效的提高纳米级有序介孔碳球对铀(Ⅵ)的选择性吸附能力。动态柱实验结果表明,随着Ca2+浓度、CO32-浓度和流速的增大,穿透曲线的穿透点逐渐减小。动态吸附符合Yoon-Nelson模型和Thomas模型,MCNs-AO和MCNs-PO4的可渗透反应墙(PRB)柱在不同条件下的最大吸附量是纯土柱的4.0~6.0倍,说明功能化纳米级有序介孔碳球在修复铀污染土壤方面具有巨大潜力。