水滑石独特的层状结构由层板与层间阴离子撑柱构成,可以通过改变层间阴离子制作不同阴离子插层的材料,也可以改变层板的金属阳离子组成和比例制作一些特异的类水滑石材料。将一些类水滑石进行高温煅烧并破坏它的结构,还能够得到它的复合氧化物（即尖晶石）,因此有作为吸附剂或催化剂的潜力。在本研究中,首先用水热合成法合成镁铝水滑石,然后用巯基官能团将其阴离子撑柱进行替换,得到一种对水溶液中铀离子高效吸附的吸附剂。在第二个实验中,采用过渡金属区的钴、锰元素作为原料,使用适量的强氧化剂将部分二价锰离子氧化成三价锰离子,并用络合溶液固定不稳定的三价锰离子,接着采用水热法合成类水滑石,再在一定温度下进行煅烧破坏其结构,生成具有催化还原能力的复合氧化物（尖晶石）。将产品作为催化剂并加入还原剂硫脲催化还原废水中的铀离子,使溶液中的六价铀离子(UO₂²⁺)还原为沉淀的四价铀离子（UO₂）,从而达到处理废水中的铀离子目的。本课题探索了水滑石及其复合氧化物处理废水中的铀离子。本论文包括以下几个方面:1.对水滑石、类水滑石及其复合氧化物进行基本讲解,简述它们的制备方法,说明结构特征,对它们的用途进行大概概括。提出本课题的研究内容。2.以尿素为沉淀剂,用水热法合成碳酸根插层的镁铝水滑石,运用碳酸根插层镁铝水滑石的层间阴离子可交换特点用焙烧替换掉原有的碳酸根离子,接入对铀离子有亲和作用的巯基官能团,制备了巯基官能团修饰水滑石材料,提高了无机材料对铀离子的吸附能力。并通过SEM、XRD、EDS、FT-IR等表征手段对样品进行表征。3.将制备的巯基官能化水滑石用作吸附材料吸附水溶液中的铀离子。实验研究了温度、时间、pH、吸附剂投加量、初始铀浓度等一系列因素对吸附剂去除铀离子的影响并通过一些理论模型解释其吸附机理。实验结果表明:吸附剂对水溶液中的铀离子的吸附实验在pH=3.0,平衡时间为150 min,温度为30℃和UO₂²⁺初始浓度30 mg/L时的最佳条件下,有1545.32 mg/g的吸附容量和99.06%的去除效率。动力学数据研究表明,吸附过程符合拟二级动力学模型,是一个基于化学吸附的过程。平衡数据实验很好的符合Freundlich吸附等温线并表明Mg/Al-LDO-SH对UO₂²⁺的吸附是多层吸附。4.利用水滑石的板层骨架组成和比例可以变化的特性,采用过渡金属区的钴、锰元素作为原料,使用适量的强氧化剂将部分二价锰离子氧化成三价锰离子,并用络合溶液固定不稳定的三价锰离子,接着用水热法合成类水滑石,最后在一定温度下进行煅烧破坏其结构,生成具有催化还原能力的复合氧化物（尖晶石）。制备的产品同时具有Mn元素的两种价态:一种是常见的二价离子Mn²⁺,另外一种为特殊的不稳定三价离子Mn³⁺,这两种离子同时存在具有催化能力。通过SEM、XRD、XPS等手段证明了材料的形貌、晶体特征。5.将尖晶石作为催化剂并加入还原剂硫脲在一定温度来处理废水中的铀离子。通过硫脲中的变价S元素对整个反应体系提供电子,降低溶液中的铀（VI）离子价态,使溶液中的六价铀离子(UO₂²⁺)还原为沉淀的四价铀离子（UO₂）。实验探究了催化剂在不同温度、pH、时间情况下对水溶液中的铀（VI）离子的催化影响。通过实验结果我们可以得知:在温度为100℃,pH=6.0,催化剂投入量为3 mg,还原剂投入量为500 mg,接触时间为20 h,初始铀（VI）浓度为50 mg/L,体积为400 mL的高压反应釜中进行的催化还原实验对水溶液中的铀（VI）离子具有良好的催化还原效果,最大的催化还原能力达到了6500mg/g,催化效率达到了98%。