随着化石能源的减少、自然环境的恶化以及全球气候的变暖,新的高效、低污染、安全的核能得到快速发展。但是,核能也存在一些危险性,如切尔诺贝利和福岛核电站事故泄露了大量的放射性核素(235U、129I、93Tc)。因此,对于核电站的维护以及核废物泄露的处理至关重要。放射性核素碘因其高挥发性和流动性而备受关注,可以通过生态链进入人体内,破坏免疫系统;也可以直接沾染在人体皮肤上,造成辐照损伤。固体吸附法是目前主流的碘捕获方法。工业中常使用成本较低的含银沸石或者浸渍有机胺的活性炭处理碘,存在的问题是捕获能力差且二次污染的几率大。因此,金属有机框架（MOFs）、共价有机骨架（COFs）、共轭微孔/介孔聚合物（CMPs）、多孔有机聚合物（POPs）、多孔芳香骨架（PAFs）等具有高吸附性能的固体吸附剂受到广泛关注。同时,有关碘分子和固体吸附剂的相互作用关系以及影响固体吸附剂的碘吸附性能的因素值得研究。为了了解相互作用关系和影响因素,本文采用了PBE（Perdew-Burke-Ernzerholf）泛函分析了对苯二甲酸（BDC,C8H6O4）、2-氨基对苯二甲酸（BDC-NH2,C8H7NO4）、2,5-二氨基对苯二甲酸（BDC-2NH2,C8H8N2O4）和咪唑（C3H4N2）在碘吸附中的理论效果,并通过实验验证四种小分子的碘吸附效果。主要内容如下:（1）以BDC、BDC-NH2、BDC-2NH2和C3H4N2分子为例,采用了PBE泛函研究4种分子的碘吸附机理,从而进一步研究氨基和氮杂环对固体吸附剂的碘吸附性能的影响。其中,BDC@I2、BDC-NH2@I2、BDC-2NH2@I2和C3H4N2@I2的吸附能大小顺序为:BDC@I2＜BDC-NH2@I2＜BDC-2NH2@I2＜C3H4N2@I2,表明氨基数量的增加和氮杂环的引入有可能提高吸附剂的碘吸附性能。N···I距离和I···I距离进一步证明了这一点。Bader电荷计算结果表明碘与分子之间存在电荷转移相互作用,并通过以下两个实验验证。（2）以BDC、BDC-NH2和BDC-2NH2为原材料,通过水热法合成了三种具备不同氮含量的金属有机凝胶（CWNU、CWNU-NH2和CWNU-2NH2）,验证不同氮含量对碘吸附性能的影响。氨基数量的不同导致氮含量的不同。X射线粉末衍射数据表明三种锆基有机凝胶为非晶形材料。稳定性实验表明三种材料具有优异的水稳定性和较好的热稳定性。同时,碘吸附实验表明CWNU-2NH2具备更强的碘吸附性能,验证了理论计算的结果,即:氨基数量的增加可以有效提高碘吸附性能。（3）以BDC为原材料,通过水热法合成UiO-66并以其为模板,将咪唑分子包封到UiO-66孔隙中（Im@UiO-66）,验证咪唑分子对碘吸附性能的影响。扫描电镜和氮气吸附解吸实验验证了咪唑存在于UiO-66孔隙中,X射线粉末衍射表明,合成的UiO-66具有很高的纯度,Im@UiO-66的结构保持完整。热重和元素分析得知,每个UiO-66晶胞中存在约10个咪唑分子。此外,碘吸附实验表明,Im@UiO-66的最大吸附量比UiO-66高约12倍,表明氮杂环的引入可以有效提高UiO-66的碘吸附性能,与理论计算结果一致,相关工作为进一步理解和拓宽提高碘吸附性能的方法提供了基础。