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铀是现代核工业的主要燃料,对于核工业的可持续发展至关重要。但是由于核废料的不当处置、意外的核泄露等因素,铀被释放到了环境中。放射性元素锝,主要来源于核反应堆中铀的裂变。这两种元素都具有化学毒性及放射性,会严重危害到人类健康和生态环境安全。目前的放射性元素吸附材料,如无机材料、树脂、复合材料、生物质、金属有机框架等,存在吸附容量低、吸附动力学慢、选择性差以及化学、辐射稳定性差等问题。因此,发展新型高效吸附剂用于上述放射性元素的去除具有重大意义。多孔有机聚合物（POPs）是一种新型多孔材料,由有机构筑单元共价键连接而成,具有良好的水解稳定性、酸碱稳定性、以及辐射稳定性。本论文基于多孔有机聚合物材料的优点,设计合成了多种具有不同官能团的新型含氮POPs材料用于放射性元素的去除,主要研究内容如下:1.受到生物体内组氨酸中咪唑官能团与铀酰离子(UO22+)相互作用的启发,合成了几种不同程度羟基化咪唑连接的共价有机聚合物,用于对UO22+的高效吸附。通过简便的一步反应,将3,3’-二氨基联苯胺（DAB）分别与2,4,6-三醛基间苯三酚（Tp）、2,4,6-三醛基间苯二酚（Bd）和2,4,6-三醛基苯酚（Hb）反应,合成了三种不同程度羟基化咪唑连接的共价有机聚合物（Tp DAB、Bd DAB和Hb DAB）。受益于共价有机聚合物的分级结构以及羟基与咪唑环的协同作用,Tp DAB、Bd DAB和Hb DAB对UO22+的吸附容量大且吸附动力学快速,对UO22+的吸附容量随着羟基含量的增加而增大,其中Tp DAB对UO22+的吸附容量最大。X射线光电子能谱（XPS）结果表明,咪唑中的氮原子和羟基中的氧原子参与了对UO22+的配位,因此对UO22+具有良好的选择性,克服了偕胺肟官能团难以避免的钒离子干扰难题。2.合理设计新型靶向UO22+纳米陷阱是制备高效UO22+吸附剂的有力手段,合成了一种新型聚酰亚胺共价有机框架,用于对UO22+的吸附及还原。通过不可逆酰亚胺反应,将富氮有机构筑单体5,5’,5’-（1,3,5-三嗪-2,4,6-三基）三（吡啶-2-胺）（TTPA）与均苯四甲酸二酐（PMDA）反应,合成了一种新型聚酰亚胺共价有机框架（PI-COF-6）。受益于共价有机框架中规整的传质通道以及富氮单体中吡啶氮与C4N酰亚胺的协同作用,PI-COF-6具有高UO22+吸附容量且吸附动力学快速,并且对于UO22+具有良好的选择性。XPS结果表明,PI-COF-6对UO22+的配位主要依赖于富氮单体TTPA中的吡啶氮与C4N酰亚胺上的叔胺氮以及羰基氧协同作用所构建的N-N-O纳米陷阱。此外,铀（U）4f高分辨率XPS结果表明,在吸附过程中部分U（VI）被还原为U（IV）,这对于放射性污染物的固化处置十分有利。3.通过合理选择有机构筑单体是制备新型高性能材料的关键因素,合成了一种吡啶鎓盐阳离子共价有机聚合物,用于高锝酸根（Tc O4-）/高铼酸根（Re O4-）的高效去除。通过亲核取代反应,将3D有机构筑单体四（4-（溴甲基）苯基）甲烷（TBPM）与1,3,6,8-四（4-吡啶基）芘（TPy Py）反应,合成了基于吡啶鎓盐的阳离子共价有机聚合物（Py-CPN）。基于四面体单元TBPM的刚性,Py-CPN的结构有利于目标阴离子Re O4-在聚合物网络中的快速传输,因此Py-CPN对于Re O4-具有较高的吸附容量且吸附动力学快速。由于引入了高度疏水且高度共轭的有机构筑单体TPy Py,Py-CPN在各种共存阴离子中对于Re O4-具有优异的选择性。此外,Py-CPN能在很宽p H范围内保持吸附容量的稳定,同时Py-CPN成功实现了在模拟Hanford废液以及3M HNO3中Re O4-的去除。最后,通过密度泛函理论计算Py-CPN的表面静电势能分布以及Py-CPN与不同阴离子的结合能,辅助论证了上述实验结论。总体而言,这项工作为构建高效聚合物材料用于放射性污染物去除提供了新的思路。4.利用多重机制协同作用是提高材料对于放射性元素去除性能的可靠策略,合成了两种不同卤素修饰的阳离子共价有机框架,用于对Tc O4-/Re O4-的有效去除。通过席夫碱反应,将三氨基胍盐酸盐(TGCl)分别与2,5-二氯对苯二甲醛（DCla）和2,5-二溴对苯二甲醛（DBra）反应,合成了两种卤素修饰的阳离子共价有机框架(TGCl-DCla以及TGCl-DBra)。TGCl-DCla、TGCl-DBra对于Re O4-的饱和吸附容量较大且吸附动力学快速,在各种共存阴离子中对于Re O4-都具有良好的选择性。此外,TGCl-DBra在模拟Hanford废液中对Re O4-的去除率要高于TGCl-DCla。XPS结果表明,TGCl-DBra在与Re O4-作用过程中产生了额外的卤素键作用,因此溴原子卤素键效应、大原子体积空间位阻效应、以及卤素原子疏水效应三者协同作用,使得TGCl-DBra对模拟Hanford废液具有较高的Re O4-去除能力,从而具备更好的实用性能。