稀土金属元素作为一种重要的战略资源,在现代高科技领域中的应用日益增加,致使全球需求不断增长;另一方面,稀土金属离子在自然界中的累积会降低土地肥力、影响植物生长发育,对动物及人的骨骼、神经造成不可逆转的毒害作用。因此,开发设计针对稀土金属离子分离、回收的新技术显得尤为重要。论文以N-异丙基丙烯酰胺、顺丁烯二酸为聚合单体,添加氧化石墨烯,分别通过冷冻聚合法和非冷冻聚合法制备得到温敏性水凝胶。探究了制备方法、单体配比及氧化石墨烯含量对水凝胶形貌与内部结构、溶胀/退溶胀性能、体积相转变温度、机械性能的影响。冷冻聚合法水凝胶内部孔径具有明显的大小孔层次结构,非冷冻聚合法水凝胶内部孔径较小;非冷冻聚合法平衡溶胀比更高,但冷冻聚合法水凝胶有更快的溶胀速率,约为非冷冻聚合法水凝胶的10倍,二者退溶胀速率差别则不大;冷冻聚合法水凝胶具有更优异的机械性能,且水凝胶中氧化石墨烯含量越高,水凝胶的机械性能越好。对于氧化石墨烯含量为1.01 mg/g的冷冻聚合水凝胶,其压缩弹性模量为4.07kPa,足以支撑其进行至少五次溶胀/退溶胀循环且没有明显的破损,非冷冻聚合水凝胶压缩弹性模量仅为2.93kPa,在第三次溶胀/退溶胀循环时破碎。分别探究了单体配比、初始La3+浓度、吸附时间及初始pH值对两种方法制备水凝胶La3+平衡吸附量、循环吸附能力的影响。水凝胶中MA含量增高,冷冻聚合法水凝胶与非冷冻聚合水凝胶对La3+平衡吸附量均增加,且二者差异越大;两种方法制备水凝胶对La3+的平衡吸附量均随溶液浓度增加而增加,随吸附时间增加而逐渐增大至吸附平衡;两种方法制备水凝胶对La3+的吸附均符合准二级动力学模型和Langmuir热力学吸附模型;冷冻聚合法制备的水凝胶具有更出色的可重复使用性。当温度为25℃、LaCl3初始浓度为0.36 g/L时,冷冻聚合法和非冷冻聚合法水凝胶的平衡吸附量分别为30.4 mg/g和20.6 mg/g。通过扫描电镜、差示扫描量热法、红外光谱、X射线能量色散光谱仪等手段对水凝胶形貌结构等进行表征,探讨了温敏性水凝胶吸附La3+机理。利用水凝胶的温敏性,探究了两种水凝胶的热致净水能力。两种方法制备水凝胶都能实现La3+的进一步富集,但冷冻聚合法水凝胶具有更加优异的La3+富集回收能力。探究了冷冻聚合法水凝胶对La3+的吸附选择性以及模板印记的引入对水凝胶吸附选择性的影响。非印记和印记水凝胶的吸附都遵循:La3+>Nd3+>Yb3+>Cu2+>Ni2+>Co2+;非印记水凝胶和印记水凝胶都能将La3+从含La3+的二元混合溶液中有效分离出来,但印记水凝胶的吸附选择性系数更高。