铀资源作为我国核工业发展的基础,其储备量是核电得以平稳运行以及发展的重要保障。而全球的铀矿石的储量有限,要维持核工业的可持续发展,需要寻找更多获取铀资源的途径。从海水中提取铀以及从核废料和放射性废液中分离铀,可以作为开采铀矿的补充方法,同时也能够保护环境,减少放射性废物的污染。磁辅助化学分离的方法以其操作简单,低能耗和二次废物量小的优点,在铀的分离以及富集领域逐渐得到人们的广泛关注。磁性复合吸附材料作为分离工艺的核心,其结构和性能的优劣直接影响对铀的分离效率。然而,传统的磁性复合吸附材料,其表面官能化程度往往不高,导致对铀的吸附容量相对较小。为此,本论文基于表面引发活性自由基聚合技术,并结合受生物启发的多巴胺化学方法,制备新型的核壳结构磁性纳米复合吸附材料。通过在磁性纳米粒子表面构建功能性聚合物壳层,调控聚合物链段的分子量及分布,实现对铀的高效吸附分离。论文的研究成果包括:第一,采用改进的水热法合成了具有良好亲水性且粒径可控的Fe₃O₄磁性纳米颗粒,并利用多巴胺在碱性有氧环境中自聚的性质,制备了聚多巴胺（Polydopamine,PDA）沉积的核壳结构磁性纳米颗粒（Fe₃O₄@PDA）。聚多巴胺包覆层的厚度可以通过对于改变包覆时间进行调控,而聚多巴胺结构中丰富的官能团保证了引发剂分子的高效接枝;第二,利用表面引发单电子转移活性自由基聚合成功实现聚丙烯腈（Poly（acrylonitrile）,PAN）链段在Fe₃O₄@PDA表面的可控生长。随后通过羟胺处理,将氰基转化生成偕胺肟基团,并研究了材料对铀的吸附性能和机理;第三,利用无金属催化的光诱导电子转移原子转移自由基聚合在Fe₃O₄@PDA表面生长聚甲基丙烯酸缩水甘油酯链段（Poly（glycidyl methacrylate）,PGMA）,并通过乙二胺处理引入大量的氨基配体,实现了材料表面亲水性的改善和对铀的高效吸附（吸附容量接近260 mg/g）。材料制备过程中,还研究了光照条件、催化剂、聚合时间等因素对Fe₃O₄@PDA表面PGMA链段生长行为的影响规律。综上,本论文建立并优化了基于多巴胺化学和表面引发活性自由基聚合制备功能性核壳结构磁性纳米复合材料的方法,该方法反应条件温和、可控,极大提升了磁性纳米材料表面的官能化程度,实现了对铀的高效吸附。本论文的研究成果为铀的新型吸附材料的制备提供了新的思路和方法。