在国家科技支撑计划课题《矿冶重金属废水生物质吸附材料的研制与应用》（批准号：2007BAB18B08）的资助下，以胶原纤维固化单宁作为吸附材料，系统地研究了该材料的理化性质以及对Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺、Cs⁺四种核素单离子体系、二元混合离子体系和三元混合离子体系溶液的吸附特性、吸附选择性，并且利用胶原纤维固化单宁吸附材料作为吸附柱填料，研究Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺三种核素离子的吸附特性，最后探讨了其吸附机理和材料的可循环利用。研究结果表明：1、胶原纤维固化单宁的粒径主要集中在220μm附近；微观形貌分析表明材料主要是由许多纤维相互交织缠绕而成，其比表面积仅有1.74m2/g；材料中主要含C、H、O、N四种元素，还含有极少量的Cr3+元素；含有大量利于与重金属离子络合的氨基、羧基、多酚羟基等官能团；胶原纤维固化单宁的零点电位pH=2.3，且其属于非晶态物质，分解温度为262.54℃。2、胶原纤维固化单宁在单核素离子体系下的吸附研究结果表明：当Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素离子的初始浓度都为20mg/L，投料量分别为0.1、0.03、0.1、0.05g，吸附时间为24h，温度为25℃，pH值变化区间为1～8时，胶原纤维固化单宁对四种核素离子的去除率分别为7.20～92.86%、4.93～92.20%、16.70～49.76%、5.97～12.91%，最适pH值分别选定为3.0、5.5、6.0、5.0；当Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素离子的初始浓度都为20mg/L，吸附时间为24h，温度为25℃，pH值分别为3.0、5.5、6.0、5.0，投料量变化分别为0.02～0.2g、0.005～0.09g、0.05～0.4g、0.05～0.4g时，胶原纤维固化单宁对四种核素离子的去除率分别为78.86～97.90%、94.80～96.55%、29.82～44.15%、10.42～15.15%，最佳投料量分别选定为0.06、0.03、0.1、0.1；当Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素离子的初始浓度都为20mg/L，投料量分别为0.06、0.03、0.1、0.1g，pH值分别为3.0、5.5、6.0、5.0，吸附时间为24h，温度变化都为15、25、35、45、55℃，胶原纤维固化单宁对四种核素离子的去除分别在55℃、55℃、35℃、35℃达到最大，其去除率分别为98.66%、98.58%、39.68%、15.02%，胶原纤维固化单宁对Th⁴⁺和U6⁺的去除率随温度升高而升高，在实验室条件下为自发进行的过程，吸附表现为吸热反应；而对Sr²⁺和Cs⁺的去除受温度影响较小，吸附表现为放热反应，在高温时为非自发进行；当Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素离子的初始浓度都为20mg/L，投料量分别为为0.06、0.03、0.1、0.1，pH值分别为3.0、5.5、6.0、5.0，温度为25℃，吸附时间变化分别为10～720min、10～480min、10～720min、10～1200min，胶原纤维固化单宁对Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素离子的最佳处理时间分别为t(Th⁴⁺)=240min、t（U6⁺）=240min、t(Sr²⁺)=240min、t（Cs⁺）=180min，其吸附动力学符合准二级动力学模型，计算的平衡吸附量也与实际测得的平衡吸附量相吻合；等温吸附研究结果表明，胶原纤维固化单宁对核素Th⁴⁺、U6⁺的吸附能很好的符合Langmuir单分子层吸附模型，而对Th⁴⁺、U6⁺的吸附不太符合Freundlich多分子层吸附模型；胶原纤维固化单宁对核素Sr²⁺、Cs⁺的吸附都不太符合Langmuir单分子层吸附模型和Freundlich多分子层吸附模型。实验条件下，胶原纤维固化单宁对Th⁴⁺、U6⁺、Sr²⁺和Cs⁺四种核素的最大吸附容量分别为41.3394mg/g、352.1127mg/g、9.2825mg/g、6.3930mg/g。3、在二元混合离子体系和三元混合离子体系下，考察了在溶液pH值、吸附剂量、温度、吸附时间、重金属离子的初始浓度五个因素下胶原纤维固化单宁对体系中重金属离子的吸附性能。结果表明：在二元混合离子和三元混合离子体系下，胶原纤维固化单宁对不同的重金属离子具有很好的选择性，对混合放射性核素溶液的吸附行为符合准二级动力学模型，等温吸附模型数据的拟合结果也表明胶原纤维固化单宁对各种核素的吸附符合Langmuir等温吸附模型。4、以胶原纤维固化单宁为吸附材料，采用动态吸附柱实验，对核素的初始浓度、流速和填料高度三个因素影响胶原纤维固化单宁柱吸附Th⁴⁺、U6⁺和Sr²⁺三种核素的吸附效果进行了研究。研究结果表明：胶原纤维固化单宁柱的穿透点和耗竭点的床层体积随核素的初始浓度的增加而增加，随吸附柱高度的增加而延后，而对Th⁴⁺的吸附随核素溶液流速的增加而提前，可为胶原纤维固化单宁在处理放射性核素废水的实际应用提供一定的参考。5、结合胶原纤维固化单宁的物化性质及对核素离子的吸附特性，分别从核素离子的离子半径、离子价态、原子质量、电负性、在溶液的存在形态、配位能力等方面来探讨胶原纤维固化单宁吸附放射性核素离子的吸附机理。结果表明：胶原纤维固化单宁以与核素离子发生络合反应为主，离子交换和物理吸附只占很小的比例；核素离子的摩尔质量越大，离子半径越小，越易与吸附材料结合，另外也与离子电负性、其在溶液中存在的状态、吸附剂量、吸附材料所处溶液的环境等因素有关。6、采用柱吸附核素饱和后的胶原纤维固化单宁经浓度为0.1mol/L的H₂SO₄溶液洗脱即可达到脱附，对Th⁴⁺的脱除率达到了84.67%；循环使用到8次后其对Th⁴⁺的吸附能力为初次使用时的47.92%，且失活后的材料易于后续处理，TG分析结果表明失活后的胶原纤维固化单宁的失重率为54%，焚烧后的体积只有原来的1/13。综合各种实验结果和理论分析可以推断，胶原纤维固化单宁对放射性核素表现出了良好的吸附性能和吸附选择性，在放射性废水处理和环境修复等领域具有广泛应用前景的生物质吸附材料。