纤维素基高吸水树脂是利用纤维素为主要原料制备的绿色新型吸水材料,其具有优良的吸水和保水性能。目前,高吸水树脂广泛用于个人卫生用品,并且在医疗、环保、建筑及智能元件等领域有巨大的应用前景。本文分别利用天然竹屑和羟乙基纤维素(HEC)为纤维素来源,与丙烯酸(AA)、丙烯酰胺(AM)和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)通过水溶液聚合法制备了两种高吸水树脂,并对其吸水保水性能、可降解性能及染料吸附性能进行探究。主要研究内容及结果如下:1.利用H2O2/H2SO4体系对天然竹屑进行预处理,得到改性竹屑(MBS);采用改性竹屑、丙烯酸和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸为主要原料,以过硫酸钾(KPS)为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)为交联剂,添加聚乙烯醇(PVA)通过水溶液聚合法制备MBS-co-p(AA-AMPS)/PVA半互穿高吸水树脂;通过单因素实验探究原料配比及聚合条件对树脂吸水性能的影响,得到较优反应条件:m(MBS):m(AA):m(AMPS):m(PVA):m(KPS):m(MBA)=1.5:6:3:0.1:0.033:0.012,AA中和度为65%,聚合温度为75℃,在此条件下得到的高吸水树脂吸去离子水倍率为1875.3 g·g-1,吸生理盐水倍率为97.1 g.g-1。利用傅里叶变换红外光谱、X射线衍射、扫描电镜及热重分析仪对树脂进行表征,结果表明:H2O2/H2SO4预处理体系成功将天然竹屑刻蚀,得到利于接枝反应进行的改性竹屑;MBS-co-p(AA-AMPS)/PVA半互穿高吸水树脂成功合成,并且具有优良的热稳定性和多孔非晶态结构。考察了树脂的pH敏感性、离心保水率、可降解性以及循环使用性,并采用动力学模型对树脂在去离子水中溶胀过程进行拟合。结果表明:高吸水树脂在pH=6时吸水性能最强,强酸性和碱性条件下吸水性能明显下降;吸水后的树脂在离心转速10000 r·min-1下脱水30 min,保水率仍为97.5%;土壤掩埋45d后,树脂的降解率为28.0%,降解动力学分析结果表明树脂的降解率仅与土壤环境有关;循环使用5次后,树脂的吸水率仍为初次吸水率的83.6%;树脂在去离子水中的溶胀过程符合准二级动力学模型。2.采用羟乙基纤维素、丙烯酸和丙烯酰胺为主要原料,过硫酸钾为引发剂,N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,利用单宁酸作为改性剂,通过水溶液聚合法制备HEC-co-p(AA-AM)/TA高吸水树脂。通过单因素实验及正交试验对实验条件进行优化,得到最优反应条件:聚合温度为75℃、HEC用量为0.5 g、TA用量为0.3 g、AA用量为10.0 g、AM用量为2.0 g、AA中和度为65%、KPS用量为0.04 g、MBA用量为0.008 g,在此条件下得到的树脂吸去离子水倍率为1180.6 g·g-1。利用傅里叶变换红外光谱、扫描电镜及热重分析仪对树脂进行表征,傅里叶变换红外光谱分析表明单宁酸成功固定于树脂中,并且与聚合链中的羧基和胺基形成氢键;扫描电镜分析表明添加单宁酸能够增加树脂的孔结构,当单宁酸添加量为0.3 g时,树脂具有均匀的孔结构;热重分析仪分析表明添加单宁酸能够增强高吸水树脂的热稳定性。同时考察了树脂的高温保水率、盐敏感性、土壤蒸发率以及循环使用性,并采用动力学模型对树脂在生理盐水中溶胀过程进行拟合。结果表明:该树脂具有良好的高温保水率,80℃下脱水6h保水率仍为28.6%;该树脂具有一定的盐敏感性,在不同盐溶液中的吸液性能表现为:Na+>Ca2+>Fe3+,并且随着盐溶液的浓度增加而降低;该树脂可以显著降低土壤中水分的蒸发率,土壤中树脂添加量为1%时,在自然条件下放置100h后蒸发率仅为71.3%;该树脂具有优良的循环使用性能,循环使用5次后吸水率仍为初次吸水率的85.9%;生理盐水在树脂中的扩散行为符合Fickian扩散,树脂在生理盐水中的溶胀行为更符合准二级动力学模型。3.利用HEC-co-p(AA-AM)/TA高吸水树脂对亚甲基蓝(MB)进行吸附,筛选得到最佳单宁酸添加量为0.3g,其较优吸附条件:吸附温度为25℃、固液比为0.2 g·L-1、MB初始浓度为800 mg.L-1、pH为8、接触时间为120 min,此条件下,HEC-co-p(AA-AM)/TA高吸水树脂对亚甲基蓝的吸附量为3567.5 mg.g-1。研究了 HEC-co-p(AA-AM)/TA高吸水树脂与亚甲基蓝的吸附动力学和吸附等温线模型以及热力学性能,结果表明:吸附反应是自发的、放热的、熵减的;吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型,属于单层吸附,并且粒子内扩散模型拟合结果说明粒子内扩散并不是吸附速率的唯一控制步骤。同时,考察了离子强度对树脂吸附性能的影响以及重复使用性,结果表明:离子强度增加,树脂吸附性能减弱;树脂具有优良的重复使用性,循环吸附5次后,吸附量仍为初次吸附量的90.4%。最后通过傅里叶变换红外光谱、扫描电镜及X射线光电子能谱仪对吸附原理进行探究,结果表明吸附过程主要是通过树脂中羟基和羧基与亚甲基蓝的离子交换反应进行的。