重金属水污染以其危害性大、治理困难、隐蔽性高、对人体潜在危害性大等特点,一直是环境污染与控制中的一个难题。本研究以天然大分子壳聚糖（CTS）为载体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（MBAM）为交联剂,成功将N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）及马来酸（MA）修饰到壳聚糖上,制备出壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺和马来酸水凝胶（CPNM）,主要研究内容有:一、对合成的CPNM水凝胶进行扫描电镜（SEM）,红外光谱（FT-IR）,X射线光电子能谱（XPS）、热重分析（TGA）、元素分析等一系列表征,以证实了其结构特性以及对重金属离子的良好吸附性能。二、研究了CPNM水凝胶溶胀性能,主要包括:外界条件对CPNM水凝胶溶胀性能的影响;CPNM水凝胶溶胀性能的构效关系;不同处理方式对CPNM水凝胶溶胀性能的的影响。三、研究了CPNM水凝胶的吸附性能,主要包括:（1）CPNM水凝胶与壳聚糖接枝聚N-异丙基丙烯酰胺水凝胶（CPN）吸附性能对比;（2）外界条件对CPNM水凝胶吸附性能的影响;（3）CPNM水凝胶吸附性能的构效关系;（4）不同处理方式CPNM水凝胶吸附性能的的影响;（5）CPNM水凝胶对多组分重金属离子的竞争吸附。四、研究了CPNM水凝胶的溶胀过程及吸附重金属机理,包括CPNM水凝胶的溶胀及吸附过程作用机制、吸附动力学、吸附热力学、等温吸附线等。研究结果表明:1、CPNM水凝胶具有温度响应特性,其相转变温度约为30℃,并且具有良好的溶胀性能,其饱和溶胀率为20.4g·g^-1,相比CPN水凝胶而言,对Cu²⁺、Ni²⁺、Cr³⁺的吸附性能有较大的提高。2、较低的pH值、较高温度下,CPNM水凝胶对3种重金属离子的吸附性能较好;重金属离子初始浓度越高,其吸附量越高;采用Na⁺、Ca²⁺这两种阳离子作为干扰离子,发现随着Na⁺、Ca²⁺浓度的增加,其吸附量逐渐降低;随着吸附时间的增加,CPNM水凝胶对Cu²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺的吸附量逐渐增大,当时间超过3小时后吸附量达到饱和。3、交联剂用量越高,固含量越低,CPNM水凝胶对三种金属离子的吸附量越低;采用超声或加入不同浓度的NaOH、HNO₃和聚乙二醇-4000（PEG-4000）,对CPNM水凝胶对Cu²⁺、Cr³⁺、Ni²⁺吸附性能均有明显提高。4、CPNM水凝胶对3种重金属离子的二元竞争吸附及三元竞争吸附发现,CPNM对Cu²⁺具有较高的选择性,其吸附量大小依次为Cu²⁺>Ni²⁺>Cr³⁺;XPS能谱结果表明三种重金属离子已经被成功吸附,其价带谱结果显示主要是-COOH、-CO-NH-、-OH、-NH₂的配位络合作用;吸附动力学更符合准二级动力学模型,吸附等温线符合Langmuir吸附,吸附热力学反映出吸附过程是一个自发的吸热过程。