随着全球核电工业的不断发展,放射性核素U和Cs逐渐被人们所开发利用。然而在人类和平利用核能和富集使用放射性核素的过程中,也产生了大量的放射性核污染。其中²³⁸U、²³⁵U和¹³⁷Cs半衰期长,流动性强,对环境危害巨大。在材料吸附研究逐渐成熟的今天,如何制备出高性能的纳米材料快速有效地吸附水中放射性核素离子,成为了材料科学刻不容缓的课题。钛酸盐纳米材料因其原材料储量较多、来源广泛,合成方法较为简单、表面离子交换位点多等特点多被用作水中放射性核素离子的吸附材料。本研究使用水热反应法合成了钛酸盐纳米管,并使用不同浓度的硝酸进行了质子化。制备出化学式可表示为Na_1.61H_0.39Ti₃O₇·nH₂O、Na_1.26H_0.74Ti₃O₇·nH₂O、Na_0.8H_1.2Ti₃O₇·nH₂O、Na_0.31H_1.69Ti₃O₇·nH₂O四种不同H⁺/Na⁺比例的质子化钛酸盐纳米管,并对材料进行了XRD,FT-IR,BET,SEM-EDS,TEM等一系列表征分析。材料微观形貌呈管状,管长约为50¹50nm,管外径约为10nm,内径约为5nm,钛酸盐纳米管质子化后仍为管状,管长有一定程度变短。四种材料的比表面积分别为203.2678m²/g、268.7398 m²/g、315.6813 m²/g和342.9278 m²/g。四种材料对10mg/L U（VI）的平衡吸附率分别为79%、86%、94%和97%。吸附过程与准二级动力学方程拟合程度较高;四种材料对U（VI）的最大吸附容量分别为250.7mg/g、217.5mg/g、190.5mg/g和158.5mg/g。吸附过程与Langmuir吸附等温模型拟合程度较高,说明吸附反应过程偏向于单层均匀吸附。四种材料对10mg/L Cs的平衡吸附率分别为80%、83%、87%和93%。吸附过程与准二级动力学方程拟合程度较高;四种材料对Cs的最大吸附容量分别为144.1mg/g、133.15mg/g、117.15mg/g和99.15mg/g。吸附过程均能较好拟合Langmuir吸附等温模型,其中Na_0.31H_1.69Ti₃O₇·nH₂O吸附Cs的过程能同时拟合Langmuir和Freundlich吸附等温模型,说明吸附反应过程是复杂吸附过程。四种材料对U（VI）和Cs的吸附过程均为自发吸热的过程,三种不同温度（15℃、25℃、35℃）下的吸附率表现为35℃>25℃>15℃。海水中常见干扰离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺对四种材料吸附U（VI）和Cs均有一定程度影响,对材料吸附U（VI）影响大小为Ca²⁺>Mg²⁺>K⁺>Na⁺,对材料吸附Cs影响大小为K⁺>Ca²⁺>Na⁺>Mg²⁺。