针对日益发展的科技需求,各种应用工具对于便携式可储能的设备提出了更高的要求,其中锂离子电池作为应用广泛且研究深入的储能大户,依然备受关注,应用前景广阔。关于安全、高效、低成本、清洁环保的锂离子电池负极材料的开发依然有必要进行更深入的研究。另一方面作为全世界能源需求最大的国家,对新能源的开发是一个永不间断的课题。目前出于环境保护、自然生态和国际能源供给考虑,核能作为一种安全、清洁、低碳以及可靠的能源资源,被越来越多的国家所采用,从而在全球范围内营造出核电开发建设的氛围,同时也成为了我国鼓励发展的新能源之一。然而,核能的应用虽然能给予极大的能源支持,但核电应用后产生的乏燃料也是相当巨大的。在推广核能发展的同时,针对乏燃料后处理的研究将成为制约核电发展的关键性一步。本文将从锂离子电池负极材料和乏燃料水法后处理两个方面进行介绍,合成了相关的材料并针对应用进行了性能测试。以钨酸盐(锰)作为锂离子电池负极材料的主要研究对象,然后分别对该材料的合成、改性、晶体结构、形貌以及电化学性能等方面进行了研究与探讨,并得出了一些重要结论。具体内容如下:(1)以MnCl2·4H20,Na2W04·2H20和葡萄糖为原料,采用水热法分别合成了MnWO4 和MnWO4@(C复合材料。分别采用 XRD、TG、XPS、Raman、SEM 和 TEM 等测试技术,对产物的晶体结构、形貌和组成等进行了基础表征,并对目标产物的形成机理进行了简单说明。结果表明.:未加葡萄糖时,所合成的样品为MnWO4,其形貌为由纳米片组装而成的微球。当加入葡萄糖时,则合成产物为MnWO4@C复合材料,产物的结晶度良好,形貌仍为花状微球,但样品的粒径明显变小。采用恒流充、放电系统及电化学工作站对样品的电化学性能进行了测试。在电流密度为1O0mAg-1及电压范围为0.01～3V条件下,进行充放电循环测试。结果表明:MnW04@C的电化学性能明显优于纯的MnWO4,MnWO4@C的首次放电比容量为1210mAhg-1,经过100次循环后,可逆容量维持在1063 mAhg-1。此外,MnWO4@C复合材料还具有优异的倍率性能,在电流密度分别为100mAg-1、300mAg-1、500mAg-1电压为0.01～3V条件下,其可逆放电比容量分别为1510mAhg-1、1101 mAhg-1和939mAhg-1,当回到初始电流密度100mA g-1时,可逆容量恢复到1258mAhg-4,并对相关原因进行了讨论。因此,MnWO4@C复合材料可以作为一种有潜力的锂离子电池负极材料。以介孔二氧化硅作为乏燃料水法后处理材料的主要研究对象,对该材料进行了一系列的有机功能化修饰。评估系列功能化修饰后的介孔二氧化硅材料对锕系元素吸附分离的应用可行性。具体内容如下:(2)合成制备了纤维状介孔二氧化硅微球F-SiO2及其有机功能化产物M-F-SiO2[M=氨基(APS-)、羧基(COOH-)、磷酸酯基(DPTS-)、偕胺肟基(AD-)],并应用于锕系元素U(Ⅵ)的吸附分离,进一步对其吸附行为进行探讨。重点针对吸附条件(如吸附体系的pH值、吸附时间、初始浓度、离子强度等)对吸附结果的影响进行了分析。得出主要结论如下:依据PXRD、N2吸附-脱附、TGA、FT-IR等表征,表明采用后修饰的方法成功地合成了具有规则有序结构且高比表面积的有机功能修饰的纤维状介孔二氧化硅微球,且材料的热稳定性良好。另一方面,通过吸附结果可以看出,除采用磷酸酯基修饰改性的(DPTS-F-SiO2)外,M-F-SiO2对U(Ⅵ)具有较好的吸附效果以及良好的选择性。吸附能力受吸附体系pH的影响较大,吸附容量随pH值的增加而递增。同时有机官能团对材料吸附U(Ⅵ)有显著的辅助作用,从而降低了达到吸附平衡所需时间。另一方面,对吸附数据的采用经典模型分析拟合,表明M-F-SiO2吸附U(Ⅵ)为化学吸附,离子强度对其影响不大。通过用FT-IR等技术的表征发现,M-F-SiO2对U(Ⅵ)的优异吸附能力与其引入的有机功能基团的强配位能力有直接关系。针对部分吸附性能良好的材料,对其离子强度、选择性测试和循环利用等进行了进一步的研究。以上研究结果为新型吸附剂的多功能化提供了新的思路和线索。