随着我国经济的迅猛发展,对水资源的污染越来越严重,给生态系统带来极大的危害。国内外学者在如何降低水体污染程度方面已经做了大量研究。吸附法是一种简单、高效和经济的水处理技术,在污水处理领域得到了广泛应用。生物质材料来源广泛、成本低廉、可自然生物降解,经过化学改性后可以制备环境友好型吸附材料,在环境材料研究领域备受关注。玉米秸秆是一种常见的农业固体废弃物,让玉米秸秆高值化利用是众多学者研究的难题。而玉米秸秆中含有大量的纤维素成分,是作为吸附材料的良好基材。因此,以玉米秸秆为起始原料制备吸附材料,具有良好的应用推广价值和环境效益。首先研究了以玉米秸秆为基材,通过碱预处理、高速悬浮分散得到较为稳定的秸秆悬浮液,而后经冷冻干燥、疏水改性制备了玉米秸秆基气凝胶（MTA-CS）。采用傅里叶变换红外光谱（IR）、扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射（XRD）、比表面积孔隙测定仪等对材料的形貌、化学结构及热稳定性等进行表征,并考察了纤维浓度、秸秆与滤纸的质量比等因素对气凝胶吸油性能的影响。实验结果表明:以甲基三甲氧基硅烷（MTMS）为疏水改性剂,m（秸秆）:m（滤纸）=1:1,ρ（秸秆）=10 g/L,所得的秸秆基气凝胶吸油性能最佳,对二甲基亚砜（DMSO）、四氯化碳、柴油、原油等有机溶剂和油品的吸附倍率可达20⁴5 g/g,并能在30 s内迅速达到吸附饱和。MTA-CS具有良好的疏水特性,气凝胶对水的接触角可达152°,具有优异的漂浮性能,吸附油品后仍能长时间漂浮在水面上。对材料的微观结构考查和性能测试结果表明:玉米秸秆进行碱处理和气凝胶疏水改性后,纤维素的晶型结构没有变化,但是可以破坏秸秆内部的纤维结构受到破坏,结晶度提高;疏水改性后的气凝胶具有良好的热稳定性,同时MTA-CS具有多级孔结构,表面积较大,有利于快速吸附油品和有机溶剂。其次,以次磷酸钠为催化剂,通过柠檬酸对玉米秸秆改性制备金属离子吸附材料（CA-CS）,考查了柠檬酸用量、反应时间、反应温度等反应条件对Cu²⁺吸附量的影响。此外,并探讨了各种吸附条件下,比如:初始浓度、pH值和吸附时间等条件下CA-CS吸附Cu²⁺和亚甲基蓝性能的影响。对Cu²⁺吸附实验结果表明:当Cu²⁺溶液初始浓度30mg·L^-1,CA-CS投加量1 g·L^-1,pH 5.5,吸附时间为30 min时,CA-CS对Cu²⁺最大平衡吸附量可达26.5 mg/g,相比于原玉米秸秆提高了1.9倍,Cu²⁺去除率可达89%。对吸附动力学的研究表明,改性玉米秸秆对Cu²⁺的吸附动力学过程符合准二级动力学模型,R²>0.99。CA-CS经过HCl再生6次后,对Cu²⁺的去除率仍然能够达到84.6%,表明CA-CS是对低浓度重金属离子废水有良好的吸附性能。对亚甲基蓝吸附实验结果表明:当亚甲基蓝浓度为150mg·L^-1时,吸附时间为20min,投加量为1g·L^-1,pH=6时,CA-CS对亚甲基蓝去除率可达97.8%。吸附动力学的研究表明,吸附过程符合准二级动力学模型,R²>0.99。CA-CS经过NaOH再生5次后,对亚甲基蓝的去除率仍然能够达到94.2%,表明CA-CS有很强的再生能力。