铀（U（Ⅵ））对于核工业来说是一种至关重要的元素,从水体中提取和回收利用铀可以缓解铀原料短缺的现状,还可以降低核能利用过程中产生的放射性核废水对人体和环境造成的危害。电容去离子技术（CDI）是一种起源于海水淡化的电吸附技术,因其适用性广而受到了越来越多的关注。CDI技术中,电极对电吸附性能起决定作用。在当前的研究中,以碳材料为主的固定式电极材料因无法充分利用孔结构内表面巨大的除离子潜力而受到了限制。因此开发新的赝电容基CDI电极材料并对电极的运行形式进行拓展具有重要意义。本论文通过设计新的赝电容基WO3/C实现了 CDI技术对含铀废水的有效处理。设计并组装了流动型电容去离子（FCDI）模块,实现了对含铀废水的高度浓缩。使用等离子体技术对流动电极中的碳材料进行了改性处理,使得对含铀废水的处理效率显著提高。论文主要内容如下:（1）开发了一种花状的WO3/C复合材料作为电极,用于从水中高效电吸附铀酰。所制备的WO3/C复合材料是均匀的花状微/纳米结构颗粒,由数十个具有无定形碳层的二维纳米薄片构成,并具有优异开孔网络的分级纳米结构。通过电容贡献的量化发现,WO3/C的充电/放电过程是电容控制行为。WO3/C电极在1.2 V电压下实现了 449.9 mg g-1的最大U（Ⅵ）电吸附量,连续吸附-解吸后循环稳定性良好,优于传统的物理吸附工艺。WO3/C电极优异的CDI性能归功于WO3和碳层组合后产生的双电层和赝电容协同效应。（2）组装了具有高效去离子性能的FCDI装置并用于含铀废水处理的研究。基本参数的结果表明较高的碳含量和施加的电压可以促进铀的去除,较高的流速也可以增加离子的传输速度。结合XPS的结果,提出了铀的迁移形式和迁移过程。长期实验表明,FCDI系统具有优良的循环去除性能,48次循环后去除效率保持99%以上。浓缩实验表明,FCDI可以有效浓缩低浓度溶液,浓缩比达到47。伪无限吸附容量、可连续运行和高循环稳定性使FCDI成为一种很有前景的放射性含铀废水处理技术。（3）采用绿色环保的低温等离子体技术对FCDI中重要的活性炭电极进行了表面改性。采用氧气等离子体对活性炭进行了不同时间的处理。处理后的碳表面粗糙度增加,比表面积、孔径发生了降低。表面元素分析表面活性炭表面的含氧官能团会随着处理时间的延长而增加。循环伏安和交流阻抗证明了亲水性和官能团的接枝可以使得活性炭的比电容增加,同时接触电阻和总阻抗也都会降低。FCDI实验证明,等离子体处理后,电极的处理效率提高,同时过程能耗发生了降低。因此,对碳电极的等离子体改性可以作为提升FCDI吸附铀酰效率的方法。