随着现代工业的迅速发展,对经济、安全和清洁的核能的发展不断增加。而核能的发展伴随着一个重要的挑战是放射性核废物污染。气态放射性碘由于其挥发性强和毒性高等特点被认为是危害最严重的放射性核素之一。目前常用的去除放射性碘的方法包括液体洗涤法和固体吸附法,固体吸附法因其简单、可靠、较低的维护和运行费用而更受欢迎。目前的研究热点在于开发产量丰富,成本低廉,吸附效果优良的吸附剂。硫属化合物具有软路易斯碱位,而I₂是软路易斯酸,根据软硬酸碱理论,可以预测硫化物对I₂具有很高的亲和性。本论文旨在研究成本低,产量高的基于硫化物的无机层状材料吸附剂,用于放射性碘的去除,主要研究内容如下:（1）利用共沉淀法和离子交换法合成了无机阳离子型镍钛层状双氢氧化物（NiTi-S_x-LDH）吸附剂。由于该材料中软路易斯碱S_x^2-与软路易斯酸I₂之间具有很强的化学吸引力,且S_x^2-具有还原特性,因此Ni Ti-S_x-LDH表现出高效的碘捕获。在吸附过程中,插入的S_x^2-将I₂还原为I₃^-。结合化学吸附和物理吸附,NiTi-S_x-LDH对碘蒸气的吸附能力达到52 wt%。此外,还研究了Ni Ti-S_x-LDH对有机溶剂环己烷中元素碘的吸附性能,NiTi-S_x-LDH对碘的最大吸附能力可达527.4 mg/g。与各种碘吸附剂相比,该吸附剂具有成本低、制备规模大、对碘的吸附性能好等优点,可作为一种有效去除后处理厂烟气中放射性碘的吸附剂。（2）采用水热法制备了无机阴离子层状金属硫化物KTS-3及离子交换法制备了Ag/KTS-3,并研究其碘去除性能。由于材料结构中的硫对碘的亲和性及硫的还原性,在碘吸附过程中,KTS-3与碘蒸气反应生成SnI₄和KI,而Ag/KTS-3与碘单质反应生成SnI₄和Ag I。KTS-3和Ag/KTS-3对碘蒸气的吸附量分别为132wt%和110wt%。（3）将Bi₂S₃原位生长在碳化的三聚氰胺碳泡沫上,合成Bi₂S₃@CF复合材料。通过XRD、SEM、FTIR、TGA表征分析,可知Bi₂S₃均匀的生长在碳泡沫上,且Bi₂S₃@CF材料具有高的热力学稳定性。探究Bi₂S₃@CF对碘的吸附性能及机理,结果表明Bi₂S₃@CF对碘具有良好的吸附性能。在吸附过程中,Bi₂S₃与I₂反应生成BiI₃,结合化学吸附和CF对碘的物理吸附,Bi₂S₃@CF对碘蒸气的吸附量达到804 mg/g。在环己烷中研究了其吸附模型,数据分析表明,碘吸附在8小时达到平衡,吸附动力学更符合准二级动力学模型。吸附等温线研究表明,Langmuir模型能更好的描述Bi₂S₃@CF对碘的吸附过程。此外,为了稳定的储存碘,通过简单的热处理过程将BiI₃转变为Bi₅O₇I。我们的研究结果表明,与其他碘吸附剂相比,Bi₂S₃@CF不仅能够有效的捕获和固定碘,而且块状的弹性碳泡沫使得形成的Bi₂S₃@CF复合材料具有工业应用的潜在优势。