水体中的共存组分(无机离子、有机质)会对放射性铀的物种形态以及固体吸附剂的表面性质产生影响,进而会对放射性铀在固体吸附剂上的作用机制产生影响。而且放射性铀在环境介质中的物种形态以及它与固体吸附剂之间的相互作用还会影响铀在环境中的迁移转换和化学等行为。同时,对比二元研究体系(吸附剂材料、铀),研究铀在三元体系(水体中共存组分、吸附剂材料、铀)中的相互作用机制,可以使得研究体系更加接近真实的水体环境。研究得到的结果可以为评估和预测放射性核素在环境介质中的化学行为和迁移转化规律提供更为详细的信息,同时也为处理和修复水体中放射性核素污染提供有价值的指导。本论文选取钛酸钠、钛酸钙材料,作为钛酸盐材料的代表。采用静态批实验、光谱表征等方法,研究并探讨了在不同的水环境条件下,U(Ⅵ)在钛酸盐材料上的作用机制。本论文主要结果如下:(1)本论文通过简单、温和的碱水热法合成花状-钛酸钠微球,其具有较大的比表面积和良好的离子交换能力。此外,通过研究不同背景电解质对U(Ⅵ)在钛酸钠上的吸附影响,发现在低pH值条件下各种电解质均能显著影响吸附容量,而在高pH值时则影响不明显,这说明在低pH时离子交换机理占据重要地位。此外,通过研究不同种类离子的电解质对U(Ⅵ)吸附的影响,发现阳离子的水合半径不同、以及阴离子与U(Ⅵ)的络合能力不同,都会对吸附容量产生影响。通过实验及表征结果,得知在低pH时外层表面络合/阳离子交换机理起重要作用,而在高pH时的主要机理为内层表面络合。(2)通过碱溶剂热法合成钛酸钙材料,其具有良好的吸附性能和光催化活性。当在体系中加入碳酸钠后,在碱性条件下钛酸钙对U(Ⅵ)的吸附性能会明显受到抑制。碳酸钠的加入会增加钛酸钙表面的负电荷,因此它会与带负电荷的碳酸铀酰络合物产生强的静电斥力,从而抑制U(Ⅵ)在钛酸钙上的吸附性能。此外,通过不同光照实验和XPS分析结果,得知在碳酸钠存在的条件下,钛酸钙对U(Ⅵ)的光催化还原作用受到明显抑制。因此,在本论文中,碱性条件下碳酸根离子的存在抑制了钛酸钙对U(Ⅵ)的吸附性能,进而抑制了钛酸钙对U(Ⅵ)的光催化还原性能。(3)由腐殖酸存在体系的实验及表征结果,得知腐殖酸负载到钛酸钙材料表面后,可以改变钛酸钙表面的性质(表面官能团、比表面积、表面电荷性质)。钛酸钙表面性质的改变会进一步影响U(Ⅵ)在钛酸钙表面的作用。通过对U(Ⅵ)的吸附实验以及表征结果,得知在低pH范围内(pH 3.0-6.0),HA的存在会明显提高钛酸钙对U(Ⅵ)的吸附量,而在高pH条件时(pH>7.0)则会显著抑制钛酸钙对U(Ⅵ)的吸附量。综上,水体中共存离子、腐殖酸的存在可以改变铀的物种形态以及钛酸盐材料表面的物化性质,从而影响U(Ⅵ)在钛酸盐材料上的作用机制。本论文揭示了不同水环境条件下,U(Ⅵ)在钛酸盐材料表面的吸附、光催化还原等化学行为和微观作用机制。上述研究得到的结果为评估和预测U(Ⅵ)在水体环境中的作用机制和迁移转化规律提供了基础信息和理论参考。