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随着核工业的迅速发展,对核燃料铀的需求日益增加,另一方面铀矿冶及核燃料铀使用过程中,产生了大量的对人类身体健康以及生态环境具有潜在威胁的含铀废水,因此,对于含铀废水的处理及安全管理问题也日渐突出,对于铀的富集分离成为了研究人员极度关注的问题。目前,吸附法因具有操作简单、适应性广以及成本低等优势被大家普遍接受。影响废水中铀处理的因素很多,其中,吸附材料是吸附法的关键问题之一。碳材料作为吸附材料,因原料绿色,制备过程简单,耐酸碱以及抗辐射性能等优势,被认为是潜在的铀吸附材料。但是,目前碳材料存在制备温度过高,反应时间过长,吸附效果以及选择性能较差等缺点,成为现在研究人员急需解决的问题。本课题围绕绿色节能节时制备高吸附容量的新型铀吸附材料及应用的关键问题,以葡萄糖为主要原料,采用微波法辅助水热法以及接枝改性处理合成出一种新型碳材料,对其材料的表面结构以及性能进行了一系列表征,采用批量吸附实验,对材料的吸附性能和吸附机理进行了详细的探究。主要内容如下:1、葡萄糖为碳源,AlCl3为催化剂,通过微波法和水热法相结合的方法,在低温短时间内成功制备出了碳微球材料。研究了微波辅助水热的工艺条件,探究了微波功率、反应时间、温度对碳微球材料的性能影响。并通过SEM、XPS、NMR、FTIR、粒度分析等分析技术探究材料表面形貌、基团结构以及粒径分布的情况。结果表明,当葡萄糖为1.58 g,氯化铝用量为20 mol%,在优化的合成工艺条件下:微波功率为700W,温度为130℃,反应时间为8 h,能够制备出表面形貌较为光滑,平均粒径为3.57（±0.795）μm,产率为20%,比表面积为61.11 m2/g的碳微球材料;碳微球材料的合成机理为葡萄糖在[Al（OH）2（aq）]+催化下异构化为果糖,然后在微波加热下水解脱水,生成糠醛,通过聚合或缩合反应形成最终的微波辅助水热碳微球。2、微波辅助水热碳微球材料对铀酰离子进行批量吸附试验结果表明:当pH为4.5,温度为328.15 K,浓度是320 mg/L,微波辅助水热碳微球对铀酰离子的最大吸附量为411.45 mg/g,等温吸附模型和动力学模型拟合分析表明微波辅助水热碳微球对铀的吸附主要是单层的化学吸附过程,此吸附是自发吸热的过程。微波辅助水热碳微球对铀的吸附机理为碳微球表面的氢离子和羟基基团与溶液中铀酰离子发生了离子交换和配位反应。3、微波辅助水热碳为基体,分别以植酸和三聚磷酸钠为功能单体,通过低温一步水热法成功制备出含磷酸基官能团的改性微波辅助水热碳材料:植酸功能化水热碳（MHC-PA）和三聚磷酸钠功能化水热碳（MHC-STPP）。采用XPS、BET、TGA、FTIR等技术探究MHC-PA和MHC-STPP表面形貌、结构性能,分析了改性机理。结果表明,植酸功能化改性使水热碳出现了明显的粘连现象,三聚磷酸钠功能化改性使水热碳的粒径减小到纳米级,但表面形貌没有较大的影响。植酸和三聚磷酸钠两种功能单体仅与水热碳微球的表面基团发生作用。MHC-PA对铀具有较好的吸附性能。植酸功能化水热碳的机理是植酸结构的P-OH基团与微波辅助水热碳微球表面含氧官能团C=O基通过氢键成功结合;这使植酸能够均匀分布在碳微球表面,提高碳微球表面活性官能团的数量与种类,有利提高碳微球吸附能力。4、MHC-PA碳微球对铀的批量吸附结果表明:当pH为6,温度为328.15 K,浓度是140 mg/L,MHC-PA的最大吸附量是966.45 mg/g。MHC-PA碳微球对铀的吸附过程用Langmuir等温模型和准二级动力学模型描述更准确,并且热力学分析表明MHC-PA对U（Ⅵ）的吸附过程是吸热自发的过程。MHC-PA吸附U（VI）的主要吸附机理是P=O,P-OH官能团与U（VI）的螯合作用,提高了MHC-PA对U（VI）的吸附容量。