农产品生物质由于在加工过程中会产生大量余渣被弃去不用,不仅造成资源浪费,而且会造成巨大环境污染。农产品余渣是地球上储量丰富,可再生的绿色资源,被认为是未来绿色化学品的理想原材料之一,在提倡绿色能源与低碳经济的今天,有必要开展对农产品余渣高值化利用的理论和技术研究。本论文以清远竹笋为材料,在Na OH/Urea体系和离子液体体系下对竹笋纤维进行一系列的化学处理,制备出竹笋纤维素基水凝胶材料,对制备出的竹笋纤维素基水凝胶材料进行一系列表征,来分析其微观结构、热力学性能、表面形貌、化学性质等。在应用方面研究制了水凝胶材料的溶胀动力学,环境敏感性能以及对模型药物的吸附与缓释作用。本论文的研究内容主要分为三个版块,对应三种竹笋纤维素基水凝胶材料,主要研究结果包括:(1)从清远竹笋原料中提取纤维素并进行羧甲基化改性,添加κ-卡拉胶并在环氧氯丙烷交联下,制备出p H敏感性改性竹笋纤维/κ-卡拉胶复合水凝胶。并对复合水凝胶进行表征(包括FT-IR、TG、DSC、SEM),研究水凝胶的溶胀动力学,以及水凝胶对模型分子亚甲基蓝的吸附性能。实验发现:改性竹笋纤维素与κ-卡拉胶发生了化学交联,形成具有固定分解温度的聚合物,该复合水凝胶通过其带负电荷侧链基团在不同p H溶液中静电斥力的差异使得它具有p H敏感性,在溶胀初始阶段服从Fickian扩散,在整个阶段符合Schott模型。复合水凝胶对模型分子亚甲基蓝吸附性能良好,在药物吸附与缓释中有潜在价值。(2)以竹笋羧甲基纤维素为原料,在NaOH/Urea体系下与β-环糊精通过环氧氯丙烷进行交联,制备出竹笋羧甲基纤维/β-环糊精复合水凝胶,并对复合水凝胶进行表征(包括:FT-IR、TG、DSC、XRD、SEM),研究其微观结构与性质。研究发现,复合水凝胶通过骨架上基团与β-环糊精-OH在不同温度下分子间作用力作用不同而具有温度敏感性,由于-COOH基团在不同p H缓冲液中静电斥力不同而具有p H敏感性;由于与不同浓度盐溶液渗透压差变化而具有离子强度敏感性;由于不同有机溶剂极性不同,与复合水凝胶纤维骨架-OH氢键作用不同而具有有机溶剂敏感性。以水杨酸钠为模型药物进行复合水凝胶吸附与缓释实验表明,该水凝胶能够作为肠道靶向药物缓释材料。(3)以竹笋纯纤维素为原料,采用CHPTAC(3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵)进行改性,制备出竹笋季铵盐纤维,并在离子液体中加入其它多糖与竹笋季铵盐纤维共混,通过流延成膜和冻融循环等工艺制备出水凝胶膜,并对竹笋季铵盐纤维和水凝胶膜进行表征(FT-IR/ATR、13C-NMR、TG、DSC、XRD、SEM),并研究水凝胶膜溶胀性能。实验发现:改性竹笋纤维的取代度(DS)与醚化剂CHPTAC用量有直接关系,通过[Amim]Cl制备出的水凝胶膜没有竹笋季铵盐纤维素的成分(随离子液体一并洗去),而通过[Bmim]Cl制备出的水凝胶膜则明显含有竹笋季铵盐纤维的成分,由于这个成分使得水凝胶膜上亲水性-OH与竹笋季铵盐发生作用,使DSC吸收峰往低处移动;离子液体中水凝胶膜成孔机理与Na OH/Urea体系水凝胶致孔机理不同,使得其孔径很小(<0.2μm),同时限制水凝胶膜溶胀性能,但致密的水凝胶膜在渗透膜材料方面有潜在应用价值。