本文以制革废弃物的水解产物胶原多肽为材料,运用蛋白质化学、制革化学、分析化学以及化学工程等学科知识,分别通过杨梅单宁（BT）或/和水合氧化钛（HTO）对其进行改性修饰,制备了BSA-BT-NSs、HTO-BSA-NSs和NCFs-HTO-BT三种基于胶原多肽的纳米吸附材料,并研究其在含铀废水和海水两种复杂含铀水体中吸附分离UO₂²⁺的性能。在第一部分研究内容中,通过去溶剂法得到牛血清白蛋白纳米球（BSA-NSs）并固化BT,制备出吸附剂BSA-BT-NSs。在总剂量为10 k Gy至350 k Gy的⁶⁰Coγ射线辐照下,BSA-BT-NSs结构基本稳定,对UO₂²⁺吸附容量最多降低11.588%。在模拟核工业废水中对UO₂²⁺吸附实验表明:BSA-BT-NSs对UO₂²⁺的最佳吸附pH为5.0;反应在300 min内达到平衡;对UO₂²⁺的最大吸附量为341.696 mg g^-1;在多种矿物共存离子溶液中,BSA-BT-NSs对UO₂²⁺的分配系数K_d和选择率分别为2290.0 mL g^-1和96.7%。表征分析发现:BSA-NSs与BT之间主要通过疏水作用、氢键以及共价交联结合;BSA-BT-NSs与UO₂²⁺的吸附归因于与BT的邻苯酚羟基的螯合,以及与BSA-NSs上含氮、含氧官能团的配位。在第二部分研究内容中,Ti⁴⁺在水溶液中的水解聚合形成HTO,形成的HTO借助与BSA-NSs骨架上的氨基、胍基等官能团之间的络合稳定负载在其表面,得到吸附剂HTO-BSA-NSs。在含有海杆菌的海水中培养14天后,HTO-BSA-NSs的纳米球结构完整,培养液中未发现海杆菌细胞。在铀加标海水中对UO₂²⁺吸附实验表明:HTO-BSA-NSs在弱酸性、中性和弱碱性海水均能有效捕捉UO₂²⁺;实验所得的最大铀吸附量为64.535 mg g^-1;在共存离子加标海水中,HTO-BSA-NSs对UO₂²⁺吸附量达到0.562 mg g^-1。HTO-BSA-NSs在海水中对UO₂²⁺的吸附主要归因于HTO与铀酰水合物之间的脱水缩合。在第三部分研究内容中,以纳米胶原纤维NCFs为原料,同时固化BT和HTO,制备了吸附材料NCFs-HTO-BT。研究结果表明,采用先HTO后BT的固化方式,且NCFs:HTO:BT用量比为10﹕1﹕2时,所制备的吸附材料呈深橘色且表现出更高的铀吸附容量。在加标海水中对UO₂²⁺的吸附实验表明,其在弱酸性、中性和弱碱性海水中均能捕捉有效UO₂²⁺,其吸附反应在180 min内达到平衡,实验所得的最大UO₂²⁺吸附量为100.644 mg g^-1。在模拟核工业含铀废水中对UO₂²⁺吸附实验表明,其最佳吸附pH为5.0;反应在6 h内平衡;实验所得的最大铀吸附量为393.186 mg g^-1,高于BT单独固化的UO₂²⁺铀吸附容量。多元共存离子废水体系中,NCFs-HTO-BT对铀吸附性能与pH相关,其分配系数K_d最高为6178 mL g^-1,远高于BT单独固化的选择性。通过表征分析表明,NCFs-HTO-BT对UO₂²⁺的吸附主要归因于UO₂²⁺与HTO之间的脱水缩合、BT的邻位酚羟基之间的络合以及与多肽链上的氮氧官能团之间的络合。