绿色,可持续和高生态效率是化学工业过程的发展趋势。随着不可再生化石资源的枯竭以及由石油基聚合物引起的环境污染激发了对可再生资源不断增长的需求。可再生资源具有可生物降解、非石油类和碳中性的特点,对环境、动物和人类的健康和安全具有较低风险。天然高分子因其可再生性、环境友好性被认为是替代石油基产品的优良选择,其中,纤维素由于其储量丰富、来源广泛、安全无毒、具有生物降解性,在水环境修复领域具有广阔应用。本论文以纤维素为基体,利用化学改性方法在纤维素分子链上引入特定功能基团,利用这些基团与水相中难处理污染物具有强亲和作用的特点设计功能化纤维素微球,涉及到高分子化学,化学工艺,吸附与分离等领域。(1)采用纤维素新溶剂-NaOH/尿素水溶液,在低温条件下快速溶解纤维素得到透明的纤维素溶液作为基础原料。将纤维素溶液通过溶胶凝胶转相法制备再生纤维素微球,进一步通过固相改性法将磷酸基团引入到纤维素微球表面得到磷酸化纤维素微球吸附剂。探索了该吸附剂对铅离子的静态和动态吸附行为。该吸附剂的磷酸基团对金属离子具有较强的配位能力,对铅离子具有高效的吸附能力。(2)利用季铵化试剂上的环氧基团在碱性条件下开环与纤维素羟基发生反应的原理,制备季铵化纤维素溶液,进一步通过挤压滴落固化法得到毫米级季铵化纤维素珠粒。探索了该吸附剂对阿莫西林的静态和动态吸附行为。该吸附剂的季铵基团与阿莫西林分子电性相反,能够高效地吸附阿莫西林。(3)利用磷酸化纤维素微球作为微反应器,通过共沉淀法原位生成Mg/Al双羟基氧化物,得到负载Mg/Al双羟基氧化物磷酸化纤维素微球吸附剂。探索了其对盐酸四环素的静态和动态吸附行为。盐酸四环素带负电,Mg/Al双羟基氧化物作为一种常见的阴离子吸附剂,使得负载了Mg/Al双羟基氧化物的磷酸化纤维素微球吸附剂对盐酸四环素具有高效的吸附能力。本论文设计的纤维素基吸附剂具有较好的稳定性、操作便利性和可再生重复使用性,对水环境中污染物具有高效的去处能力,在安全水净化领域具有广阔的应用前景。