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铀资源的开发和利用过程会产生大量的含铀废水，如果直接排放到环境中，对生态环境及人体健康造成潜在的危害，有效治理含铀废水是有必要的。本文以含铀废水为研究对象，采用γ－氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对煅烧的磷酸二氢钠/伊利石进行改性，制备了改性伊利石材料(KH550@NaH2PO4/Illite)。借助SEM-EDS、FT-IR、XRD、BET等分析手段对制备样品的表面形貌、物化性质等进行表征。考察了不同制备条件下的KH550@NaH2PO4/Illite对U(Ⅵ)吸附性能的影响，通过条件优化试验得到最佳吸附条件，探讨了KH550@NaH2PO4/Illite材料对废水中铀的选择性吸附以及循环稳定性。采用SEM-EDS、FT-IR、XPS等表征方法对吸附前后的KH550@NaH2PO4/Illite材料进行分析，对KH550@NaH2PO4/Illite铀吸附性能与吸附机理进行了初步研究。主要研究结论如下：
(1)SEM-EDS、XRD、FT-IR、BET等表征结果表明，磷酸二氢钠与KH550成功修饰在伊利石的表面，与原矿和煅烧NaH2PO4/Illite相比，KH550@NaH2PO4/Illite具有较大的比表面积，伊利石表面增加的磷酸官能团与氨基官能团为水环境中的铀酰离子提供了大量的吸附位点。吸附试验结果表明改性后的KH550@NaH2PO4/Illite铀吸附性能优于Illite和煅烧NaH2PO4/Illite，可以高效处理低浓度含铀废水。在初始铀浓度为11.927mg/L、溶液pH为5.03、投加量为0.4g/L、反应温度30℃条件下，KH550@NaH2PO4/Illite吸附5min时，铀的去除率达到97.52%，残余铀浓度为0.296mg/L。吸附240min后，与伊利石原矿相比，KH550@NaH2PO4/Illite的铀去除率明显提高了86.02%，铀吸附容量为29.81mg/g。
(2)改变磷酸二氢钠/伊利石的配比、煅烧时间、煅烧温度、KH550的体积比能够提高对铀的吸附性能。KH550@NaH2PO4/Illite制备的优化条件为：磷酸二氢钠/伊利石配比为2:1，煅烧时间为1h，煅烧温度为400℃，KH550体积比为2%。在初始铀浓度为4.870mg/L时，铀去除率达到95.09%。
(3)优化条件下制备的KH550@NaH2PO4/Illite单因素吸附试验结果表明：初始铀浓度为5.172mg/L、pH为6.09、投加量为0.4g/L、反应温度30℃条件下，吸附10min时KH550@NaH2PO4/Illite对铀去除率达到95.84%，吸附120min后，铀去除率达到99.67%，残余铀浓度为0.017mg/L，低于GB23727-2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》中规定的废水铀含量排放标准(＜0.05mg/L)，不同初始铀浓度吸附试验结果表明KH550@NaH2PO4/Illite适用于低浓度含铀废水的去除，且最大吸附容量为100.31mg/g。
(4)在多种金属离子共存的情况下，KH550@NaH2PO4/Illite表现出对铀具有良好的选择性吸附，其它金属离子浓度未发生明显变化。采用0.25mol/L的NaHCO3溶液来进行洗脱，吸附-解吸循环五次后，铀去除率为48.66%，KH550@NaH2PO4/Illite仍表现出良好的稳定性。
(5)在优化制备和吸附条件下，废水中铀初始浓度为4.878mg/L，KH550@NaH2PO4/Illite的铀去除率达到99.22%，残余铀浓度为0.038mg/L。KH550@NaH2PO4/Illite对U(Ⅵ)的吸附过程更符合准二级动力学模型，吸附过程主要以化学吸附为主。Langmuir模型能更好地描述KH550@NaH2PO4/Illite的吸附行为，主要为单分子层吸附。吸附前后FT-IR分析表明KH550@NaH2PO4/Illite表面的氨基基团与U(Ⅵ)相互作用。XPS表征结果显示KH550@NaH2PO4/Illite表面的氨基(-NH2)、磷酸根(PO43-)参与U(Ⅵ)吸附的过程，同时不可忽略材料表面羟基(OH-)对铀的络合作用。
(1)SEM-EDS、XRD、FT-IR、BET等表征结果表明，磷酸二氢钠与KH550成功修饰在伊利石的表面，与原矿和煅烧NaH2PO4/Illite相比，KH550@NaH2PO4/Illite具有较大的比表面积，伊利石表面增加的磷酸官能团与氨基官能团为水环境中的铀酰离子提供了大量的吸附位点。吸附试验结果表明改性后的KH550@NaH2PO4/Illite铀吸附性能优于Illite和煅烧NaH2PO4/Illite，可以高效处理低浓度含铀废水。在初始铀浓度为11.927mg/L、溶液pH为5.03、投加量为0.4g/L、反应温度30℃条件下，KH550@NaH2PO4/Illite吸附5min时，铀的去除率达到97.52%，残余铀浓度为0.296mg/L。吸附240min后，与伊利石原矿相比，KH550@NaH2PO4/Illite的铀去除率明显提高了86.02%，铀吸附容量为29.81mg/g。
(2)改变磷酸二氢钠/伊利石的配比、煅烧时间、煅烧温度、KH550的体积比能够提高对铀的吸附性能。KH550@NaH2PO4/Illite制备的优化条件为：磷酸二氢钠/伊利石配比为2:1，煅烧时间为1h，煅烧温度为400℃，KH550体积比为2%。在初始铀浓度为4.870mg/L时，铀去除率达到95.09%。
(3)优化条件下制备的KH550@NaH2PO4/Illite单因素吸附试验结果表明：初始铀浓度为5.172mg/L、pH为6.09、投加量为0.4g/L、反应温度30℃条件下，吸附10min时KH550@NaH2PO4/Illite对铀去除率达到95.84%，吸附120min后，铀去除率达到99.67%，残余铀浓度为0.017mg/L，低于GB23727-2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》中规定的废水铀含量排放标准(＜0.05mg/L)，不同初始铀浓度吸附试验结果表明KH550@NaH2PO4/Illite适用于低浓度含铀废水的去除，且最大吸附容量为100.31mg/g。
(4)在多种金属离子共存的情况下，KH550@NaH2PO4/Illite表现出对铀具有良好的选择性吸附，其它金属离子浓度未发生明显变化。采用0.25mol/L的NaHCO3溶液来进行洗脱，吸附-解吸循环五次后，铀去除率为48.66%，KH550@NaH2PO4/Illite仍表现出良好的稳定性。
(5)在优化制备和吸附条件下，废水中铀初始浓度为4.878mg/L，KH550@NaH2PO4/Illite的铀去除率达到99.22%，残余铀浓度为0.038mg/L。KH550@NaH2PO4/Illite对U(Ⅵ)的吸附过程更符合准二级动力学模型，吸附过程主要以化学吸附为主。Langmuir模型能更好地描述KH550@NaH2PO4/Illite的吸附行为，主要为单分子层吸附。吸附前后FT-IR分析表明KH550@NaH2PO4/Illite表面的氨基基团与U(Ⅵ)相互作用。XPS表征结果显示KH550@NaH2PO4/Illite表面的氨基(-NH2)、磷酸根(PO43-)参与U(Ⅵ)吸附的过程，同时不可忽略材料表面羟基(OH-)对铀的络合作用。