伴随着核工业的发展,从海水中提取铀资源,处理工业生产中产生的含铀废水愈发重要。该论文的研究目的是处理铀浓度在100μg/L左右的工业废水,将其中铀浓度降低至10μg/L以下,实验中通过非均相法用聚丙烯腈纤维(PAN纤维)合成了适用的偕胺肟化聚丙烯腈纤维(PAO纤维)。利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热失重分析(TGA)、扫描电子显微镜+能量色散谱(SEM+EDS)、X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)等手段对改性前后和吸附了铀酰的材料加以表征,随后进行了一系列吸附和脱附性能的探究实验,最后就所合成纤维材料对铀酰离子吸附过程进行了动力学和热力学的拟合分析。本论文首先探究了材料适宜改性的温度条件。实验中发现改性温度过高会使纤维严重缩聚,过低则改性反应进行的非常缓慢,最终确定改性温度为323K。通过反应前后FT-IR吸收峰的变化情况和XPS的结果验证了腈基偕胺肟化的反应过程。实验探究了吸附剂用量,溶液pH,吸附时间,吸附温度,初始铀溶液浓度对吸附结果的影响,发现PAO纤维在pH 5时对铀酰的吸附结果最佳,吸附效果随温度的升高而变好。PAO纤维对100μg/L左右铀溶液的吸附能力强于活性炭、硅胶、沸石等常见吸附材料,对铀的吸附容量可达15.92mg/g。实验中选取了包含盐酸、硫酸、酒石酸、DL-天冬氨酸、氢氧化钾、碳酸氢钾等在内的共计12种试剂作为铀脱附剂。强酸类脱附剂脱附率可达90%以上,在脱附开始的10min以内即可达到平衡,但是对PAO纤维的损伤较为严重,使其凝胶化。酒石酸等脱附剂的脱附速率极高,可在5min内达到脱附平衡,但是脱附率不足40%。用碳酸氢钾溶液进行脱附虽然需要8h才能达到平衡,但是脱附率接近50%,并且不会使纤维凝胶化。运用准二级动力学模型、叶洛维奇模型、粒子内扩散模型拟合了吸附过程的动力学性能,其中粒子内扩散模型和准二级动力学模型都能较好地解释该吸附过程。热力学部分选择了弗伦德利希、朗格缪尔、塔姆金、D-R模型进行拟合,吸附过程与弗伦德利希模型的拟合程度最高。实验最后计算吸附过程的吉布斯自由能变、焓变、熵变,证明该吸附过程是由熵增控制的自发过程。