核泄漏、铀矿开采以及科学研究等造成的核污染严重威胁着人类的安全，在享受核能带给我们高效与便利的同时，如何安全、经济和妥善地处置这些核废物是我们面临的一个难题。天然可再生的多羟基纤维素由于其固有的亲水性、羟基反应性、高强度和刚度、低重量和生物降解性在水质净化上具有巨大的潜力。本研究首先以竹材废弃物为初始原料，通过“自上而下”法制备了多羟基纳米纤维素。然后，以其作为吸附聚集体，采用物理共混或原位自组装法构建了几种轻质、多孔、高吸附性的竹质基核素捕捉剂。研究表明通过竹质废弃物转化的多羟基纤维素不仅起到交联剂的作用，而且还能有效促进放射性离子或其他高毒性重金属离子在材料内部吸附聚集。本研究所制备的几种竹质基核素捕捉剂成功实现了核素的安全高效处理，对于竹质废弃物功能化拓展和高附加值利用具有重要的研究价值和实际意义。主要的研究结果如下:　　(1)采用物理共混、一步溶胶凝胶法制备了多级结构的竹质基纤维素/钛酸钠纳米纤维复合气凝胶。实验表明，纳米纤维素/钛酸盐复合气凝胶对放射性或重金属阳离子Pb2+、Sr2+、Cu2+、Ra2+和Cd2+均表现出优异的吸附性能，其最大吸附量分别为2.46、1.43、2.51、1.22和1.98mmol g-1。而且，具有可控形态的气凝胶还解决了常规无机吸附剂诸如去除能力低、捕获动力学缓慢、分离困难、易流失导致二次污染等固有的缺陷。　　(2)采用物理共混、一步冷冻法筑造不同微纳结构的竹质基纤维素/钛酸钠纳米管复合气凝胶。具有不同微纳结构的钛酸纳米管网络具有优异的离子循环通道和更丰富的有效离子捕获活性位点（更高的比表面积）。这种独特的复合气凝胶对重金属Pb2+离子的去除性能达到5.24mmol g-1。该结果明显优于原始钛酸钠纳米管(TNTs)约2.21mmol g-1的吸附容量。而且，所制备的复合气凝胶还对其他放射性离子诸如Sr2+和Cs+显示出一个优异的共捕获能力。　　(3)用原位锚定、一步冷冻法筑造了具三维蚁巢结构的竹质基纤维素/氧化铋（FL-δ-Bi2O3）复合气凝胶。在这种杂化结构中，大量的花状δ-Bi2O3(MR-δ-Bi2O3)微球镶嵌在相互连通的蚁巢通道中，构成了一个三维多级结构。作为一种高效的吸附剂，FL-δ-Bi2O3气凝胶可轻松回收放射性碘并存储大量的碘蒸气。相对于纯的δ-Bi2O3微球，复合气凝胶对碘的选择性吸附性能显着增强，其对碘离子的吸附量高达2.04mmol g-1。　　(4)联合物理共混、一步真空抽滤成膜以及表面凝胶化制备了多功能竹质基纤维素水凝胶涂层的钛酸盐/氧化铋复合薄膜(CH-TBM)。具有小于100nm孔直径的纤维素凝胶顶层确保了油相被排斥（油的接触角＞150°），而水相可以容易快速地穿过这个复合膜（水的接触角≈0°）。此外，具有大于10μm孔径的TNFs-Bi2O3底层保证了水相中的高毒性阴阳离子可以被高效地去除。研究表明，该复合薄膜不仅能实现了高效的油水分离能力，而且还保留了优异的阴阳离子共捕捉能力，其对Cs+、I-、Cu2+、SeO42-、Pb2+、SeO32-、Sr2+和Br-等离子的去除量分别高达125.4、225.9、136.1、85.1、421.1、204.5、81.4和89.6mg g-1。