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纳米复合水凝胶是一种水合聚合物网络,与普通凝胶相比具有更大的弹性。将有机和无机材料结合起来组装纳米复合水凝胶可改善其化学、溶胀和物理性能。纳米复合水凝胶具有强度高、比表面积大等多种优越性能,使其成为环境保护领域的热门研究对象。本论文设计制备了一种双组分超分子水凝胶并通过在壳聚糖水凝胶基质中掺杂氧化石墨烯、碳纳米管和水滑石等无机纳米材料制备了一系列纳米复合水凝胶,以制备的水凝胶为模版负载贵金属纳米粒子,制备了一系列贵金属纳米粒子复合水凝胶催化剂,研究了制备的水凝胶及催化剂在吸附和催化方面的应用。（1）首先本实验制备了一种双组分超分子T-G水凝胶,并研究了它的溶胶-凝胶转换和染料吸附性能。另外,T-G水凝胶的多孔微结构具有较大的比表面积,这有利于随后负载的金纳米颗粒的固定和分散。结果表明T-G水凝胶具有良好的罗丹明B（RhB）和甲基橙（MO）的吸附性能。利用T-G水凝胶为模板负载AuNPs制备的AuNPs/T-G复合水凝胶催化剂对4-硝基苯酚（4-NP）表现出优异的催化降解性能。（2）利用壳聚糖上大量的氨基与戊二醛上的醛基发生席夫碱反应交联形成壳聚糖水凝胶。为了改善壳聚糖水凝胶固有的缺点以及提高其在有机染料吸附方面的性能,使用LDHs、GO、CNTs等无机纳米材料对壳聚糖水凝胶进行掺杂,制备了一系列壳聚糖基复合水凝胶CS、CS-LDHs、CS-GO、CS-CNTs。通过一系列表征手段对其结构、微观形貌以及元素组成进行表征。通过研究一系列壳聚糖基复合水凝胶对亚甲基蓝（MB）和罗丹明B（RhB）两种染料的吸附评估了其对水溶液中染料的吸附性能,结果表明CS-CNTs对MB和RhB具有最高的吸附效率。（3）利用壳聚糖基复合水凝胶为载体负载PdNPs制备了壳聚糖基复合水凝胶催化剂CS-PdNPs、CS-LDHs-PdNPs、CS-rGO-PdNPs和CS-CNTs-PdNPs,并以催化降解4-NP为反应模型评估了催化剂的效率。TEM、SEM、XRD等表征结果显示壳聚糖基复合水凝胶能够作为载体很好地负载PdNPs并有效地防止其团聚。在对4-NP的催化降解实验中,所制备的一系列壳聚糖基复合水凝胶催化剂都对NaBH4还原4-NP起到了良好的催化效果。催化过程符合伪一阶动力学方程。其中由于CS-CNTs-PdNPs中PdNPs的粒径最小,所以展现出最高的催化性能。