当今世界,由于人口和工业活动的快速增长,全球能源需求显著增加。随着核能在世界范围内的发展,产生了大量的低放废液。废液中含有少量的铀和铯,能通过食物链在体内积累,并对人类的健康造成严重的伤害。然而低放废液中极高的盐度和大量共存离子使铀和铯的分离过程效率低下、工序复杂、甚至产生大量二次污染。因此,开发新型材料将它们同时从低放射性废水中分离对于核工业和环境的可持续发展具有重要的战略意义。核工业除了每年产生的大量低放废液,核电站中氚的泄漏问题同样是核工业发展需要关注的问题。目前处理此类氚泄漏的催化剂存在各种问题,如需要高温条件,催化中产生的水汽会使催化剂中毒以及油污会使其无法维持高效催化。因此,开发高效室温的氚氧化催化剂,对核工业和环境可持续发展也有着重要意义。硅基材料是一种坚固的无机固体,既具有高比表面积,又具有由四面体SiO4相互连接的高度开放空间构成的三维结构,从而产生高度多孔结构。硅基材料易被改性,同时又具有耐辐照性能。因而,各种功能化硅基材料在处理放射性废水以及催化领域中都扮演着重要的角色。本论文通过对硅基材料进行修饰改性,将功能化硅基材料应用于低放废水的处理以及氚的催化氧化。本文具体研究如下:（1）多重相互作用的双离子印迹介孔硅用于高盐低放废水中铀和铯的选择性吸附从低放射性废水（LLRE）中分离铀和铯对核工业的可持续发展和环境保护具有重要意义。然而,高盐度和大量离子共存是从LLRE分离铀和铯的巨大挑战。针对这些挑战,研究了一种基于多重相互作用的新的双离子印迹策略,从高盐LLRE中同时选择性吸附铀和铯。所制备的吸附剂在1 h内达到吸附平衡,吸附剂最大吸附容量为221.7 mg U/g和34.5 mg Cs/g。吸附机理表明,印迹腔中活性较高的酚羟基能够通过库仑吸引、氧化还原、离子交换和络合作用等多重作用有效地捕获铀和铯。印迹腔和多重相互作用的协同作用使得该吸附剂对铀和铯的选择性优于其他阳离子,并具有良好的耐盐性。该工作不仅开发了一种高效、高选择性的双离子吸附剂,而且为从LLRE中选择性提取多种核素提供了策略。（2）表面疏水疏油蜂窝状堇青石催化剂用于氢同位素的催化氧化氚（3H）作为氢的放射性同位素,是可控核聚变反应的燃料之一。催化氧化法被广泛应用于氚的安全技术中,然而目前的催化剂需在高温下催化,同时易于受水汽和油污影响等问题。本研究以硅基材料蜂窝状堇青石为基材,设计了一种具有疏水疏油表面的催化剂用于氢同位素在室温下高效催化氧化。通过接触角测试,催化剂的水接触角为141.6°,正十六烷接触角为122.4°,表明催化剂载体的疏水疏油性能。在催化实验中,由于氚具有放射性、渗透性以及稀有性等特点,研究使用具有类似化学性质的H2代替氚。在常温、30000 h-1空速条件下,氢气转化率仍有92%。在45℃,催化剂的氢气转化率可达100%。在多次启停循环实验中,催化剂连续工作82.5 h,氢气转化率仍能保持93.4%。该工作通过将疏水疏油表面引入至氢同位素氧化催化剂,通过其自清洁性能,解决了催化剂受水汽及油污干扰的问题,使催化剂保持连续高效催化氧化的性能。