铯是重要的战略资源，由于其特殊的物理化学性质，目前已广泛应用在能源、医药、航空航天、催化、光电通信和油气钻探等高科技领域。我国盐湖卤水中储备着大量的铯资源，但是多以离子形式(Cs+)存在，浓度较低(< 40.0 mg L-1)，且含有高浓度的钾离子(K+)等与Cs+物理化学性质接近的干扰离子，使得Cs+的分离提取十分困难。目前研究较多的Cs+分离方法有沉淀法、萃取法和吸附法等，它们各有优缺点，但直接应用于盐湖卤水体系中存在着吸附量、选择性、解吸和循环性难以兼顾的问题。针对以上问题，受萃取过程中取代酚和冠醚萃取剂能与Cs+形成多配位结构实现极高选择性Cs+分离启发，本论文提出通过超交联的手段将商业化的酚类小分子制备成多孔有机吸附剂的策略，围绕材料设计及组成对Cs+吸附分离性能的影响规律开展研究，并结合多种策略优化材料的Cs+选择性、吸附量以及吸附动力学速率等，制备的吸附剂能够兼具萃取剂选择性高和有机吸附剂耐酸碱、吸附量大、吸附速率快、解吸和循环性高的特点。将高选择性的吸附剂作为填料研究了其动态吸附分离性能。论文主要研究内容如下：1. 选取酚羟基数量、位置不同的商业化酚类小分子作为单体，基于Friedel-Crafts反应，将单体通过外交联编织法制备成一系列富含酚羟基且酚羟基密度和位置不同的多孔有机吸附剂。模拟计算单体与K+和Cs+成键的吉布斯自由能，预测聚合后吸附剂对Cs+的选择性。实验发现材料的选择性与计算结果具有一定的匹配度，HCP-P (苯酚超交联聚合物)和HCP-R (间苯二酚超交联聚合物)的Cs+选择性最高，铯钾平均分离因子为12.9和7.2，处于较为优异的水平，铯铷分离因子为4.7和2.5，铯镁分离因子为5.3和3.3。Mg2+的干扰较大，吸附前应通过前处理除去。HCP-P和HCP-R的Cs+最大吸附量为249.6 mg g-1和260.0 mg g-1，属于Langmuir单层吸附，吸附速率较快，符合拟二级动力学模型，具有出色的解吸和循环性能。吸附机理为去质子化后的酚羟基与Cs+进行离子交换。2. 超交联反应是动力学控制的过程，过快的反应速率导致部分交联剂反应不完全，在聚合物骨架上残留醚氧基团。基于此聚合特点，为了进一步提高HCP-P的Cs+选择性，对反应物投料比例进行优化，调控聚合物中醚氧基团的含量，制备出一系列残留醚氧基团含量不同的多孔有机吸附剂。HCP-P-6对Cs+的选择性极高，铯钾分离因子最高能达到87.0，平均分离因子为57.3，比HCP-P提高了近5倍，远高于目前已报道的大多数吸附剂，铯铷和铯镁分离因子分别提高到16.2和7.8。研究发现聚合物骨架中的醚氧基团对Cs+的吸附起到了协同配位作用。此外，通过降低反应物浓度调控动力学聚合反应速率，得到的HCP-P-6颗粒尺寸较为均一，有利于离子扩散，展现出极快的吸附速率，1 min内就能达到平衡吸附量的90%以上，同时具有极高的解吸和循环性能。3. 选取3种含有苄醇基团的酚类单体，自交联聚合制备了三种多孔有机吸附剂，无需使用交联剂，简化了合成步骤，便于优化调控。研究发现，3种吸附剂中残留的苄醇越多，对Cs+的选择性越高，结合第三章的研究结果，分析苄醇也能够通过协同配位增强吸附剂对Cs+的选择性。其中，HCP-cP的铯钾、铯铷和铯镁平均分离因子为44.7、13.8和10.1。Cs+最大吸附量达到302.1 mg g-1，属于Langmuir单层吸附，符合拟二级动力学模型，具有极高的解吸和循环性能。4. 为了扩大吸附剂的处理规模，将HCP-P-6作为填料制成分离柱，研究其动态分离性能。流速为3.4 mL min-1时，0.1 g填料需要27 mL 0.025 mol L-1 NaOH去质子化。流速升高，吸附量和解吸率下降；初始浓度升高，总吸附量会少量升高，解吸率不变。Thomas和Yoon-Nelson模型的拟合相关系数R2均大于0.99，说明两种模型均能很好的描述动态吸附过程。在初始溶液中钾铯摩尔比为70:1和767:1，铷铯摩尔比为15:1的条件下，分离柱能将Cs+富集6倍、23倍和2倍。解吸和循环实验发现分离柱吸附量保持稳定在180.0 mg g-1，解吸率均高于85%。