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核能作为一种清洁高效的新能源,它为人类能源产业发展做出了巨大贡献的同时也有其潜在危险。核电的放射性污染物易溶于水和土壤,可通过动植物进入人体,危害人类健康。在这些放射性废物之中,137Cs具有相对较长的半衰期、高扩散性与高溶解性,被认为是最为主要的放射性污染元素。由于137Cs的存在形式是正一价态的Cs+,本论文对铯离子的去除进行了研究。通过调研不同吸附剂材料及不同的吸附方法的优劣,本文提出了水凝胶基复合材料的流动式除铯策略。在铯离子溶液流动状态下,通过管壁实现铯离子去除并达到目标去除率。本论文主要分为以下三个部分。1.双网络结构水凝胶的合成与表征。通过两步聚合反应制备得到聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸（PAAm/PAMPS）双网络结构水凝胶（Dobule-Network Hydrogel）,并通过红外吸收光谱（FTIR）、电子扫描显微镜（SEM）确定了样品的成分与微观结构形貌。与单网络结构的PAAm比较,双网络结构水凝胶PAAm/PAMP的孔隙尺寸从2.3±0.4μm减小到了1.5±0.2μm,最大断裂拉伸应力从0.19 MPa增强到1.1 MPa。由于PAMPS的引入,PAAm/PAMPS双网络结构水凝胶中具备了磺酸基、氨基等金属离子吸附位点,从而获得了铯离子吸附能力。水凝胶的铯离子吸附量从13 mg g-1（PAAm,25 ℃,[+]0=1000 ppm）上升到210 mg g-1（PAAm/PAMPS,25 oC,[+]0=1000 ppm）。2.普鲁士蓝@双网络结构水凝胶（PB@PAAm/PAMPS）复合材料的合成与表征。通过两步聚合反应制备得到聚丙烯酰胺/聚2-丙烯酰胺基2-甲基丙磺酸双网络结构水凝胶。将预处理过的PAAm/PAMPS浸泡在K3[Fe（CN）6]溶液中,通过加热生成普鲁士蓝,得到PB@PAAm/APMPS复合材料。红外吸收光谱、X射线衍射和SEM分析表明,普鲁士蓝结晶颗粒均匀地分布在水凝胶内部,尺寸为50至100 nm。PB@PAAm/PAMPS复合材料的拉伸断裂强度提高到了1.4 MPa,对铯离子的最大吸附量提高到了390 mg g-1（PB@PAAm/PAMPS,25 ℃,[+]0=1000 ppm）。3.凝胶复合材料的成型及其流动式铯离子吸附性能研究。利用定制的玻璃模具作为凝胶聚合的反应容器,制备了管状、碗状的PAAm/PAMPS材料。在材料内部生长普鲁士蓝,制备得到管状、碗状的PB@PAAm/PAMPS。我们拟合了双网络结构水凝胶的吸附动力学曲线、等温吸附线,研究了管状、碗状材料的铯离子吸附性能,并获得了水凝胶管和PB@PAAm/PAMPS水管的铯离子吸附性能曲线。利用蠕动泵控制铯离子溶液流速,随着铯离子的流速从0.5mL min-1增加到5mL min-1,单个水凝胶管的铯离子去除率逐渐下降。以80%的铯离子去除率作为目标,拟合铯离子去除百分比与复合材料管的使用长度的关系,得到关系曲线:y=69.795*0.475。结果显示,在提高铯溶液流速的情况下,可以通过增长水凝胶水管的长度以达到目标去除率。