金属离子和放射性核素在环境介质中的化学形态关系到其溶解性、生物毒性、吸附及扩散迁移行为。研究金属离子和放射性核素在氧化物表面的宏观吸附热力学、动力学行为，以及化学形态与微观结构变化规律，评价金属离子和放射性核素在环境介质中的物理化学行为，实现对环境的污染评估和预测。　　 (1)由于Eu(III)和Th(IV)与其它镧系、钢系元素具有非常相似的离子半径和化学性质，因此本文研究了pH值、离子强度、接触时间、腐殖物等因素对Eu(III)、Th(IV)在氧化物表面吸附的影响，并利用光谱法分析和推测它们的化学形态和微观结构，分析和评估核废料中长寿命的放射性核素在环境中的行为。　　 (2)氧化物是环境中的典型物质。在不同实验条件下，通过对金属离子在TiO2、A1203表面的吸附实验，研究了Eu(III)、Th(IV)在氧化物表面的吸附形态、吸附机理。结果表明，Eu(III)、Th(IV)在TiO2、Al2O3上的吸附强烈依赖于pH值，而与离子强度无关。Eu(nD、Th(IV)在固体表面形成了络合物。解吸动力学研究表明，Eu(III)在Al2O3上的吸附表现为“强”和“弱”两种不同的络合物形态，并表现为“慢”和“快”解吸动力学性质。　　 (3)腐殖酸是环境中的天然有机物，对放射性核素在环境中的化学行为有重要的影响。笔者研究了腐殖酸和放射性核素的络合作用、腐殖酸对放射性核索的形态以及对放射性核素在环境介质上的化学行为的影响。发现腐殖酸对Eu(III)、Th(IV)的吸附主要起“桥梁”的作用；在低pH值的情况下，腐殖酸增强了Eu(III)、Th(IV)在TiO2和Al2O3上的吸附；在高pH值的情况下，腐殖酸减弱了Eu(III)、Th(OV)在Al2O3上的吸附。对TiO2的影响更为复杂。　　 (4) TiO2、Al2O3作为典型的氧化物，并对Eu(III)的光谱分析具有非常好的性质，应用光谱分析手段荧光时间衰减光谱(TRLFS)和X射线吸收精细结构光谱(XAFS)探讨了金属离子在溶液、氧化物表面的化学形态和络合机理。并在分子水平上分析了金属离子在氧化物表面的局域原子结构和化学形态。发现Eu(III)在溶液中，周围第一层有9个水分子：随着外界环境的改变，Eu(III)的形态发生改变；Eu(III)在失去部分水分子后被吸附到固体颗粒上：Eu(III)在TiO2表面形成单齿络合物。　　 (5)通过水热法实现TiO2与多壁碳纳米管(MWCNTs)的组装，获得一种具有良好光催化性能的TiO2/MWCNTs的复合材料。通过协同作用使得该复合纳米材料对Cr(VI)的光催化还原效率比普通TiO2有很大的提高，在对Cr(VI)的光催化污染治理方面具有很好的应用前景。