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随着全球经济和工业的高速发展,不可再生资源被大量消耗同时环境污染问题也日益加剧。为了解决这些问题,可再生资源和环境友好型材料的开发引起了人们的关注。天然纤维素物质是自然界最丰富的有机原材料之一,具有良好的可生物降解性、生物相容性、无毒性、多孔性等,可以把天然纤维素物质用作模板来制备先进的功能材料。粘土作为一种天然矿物材料,具有独特的理化性质,比如高的离子交换能力、化学稳定性、独特的层状结构和良好的生物相容性,现在已经被广泛的应用于生产生活的各个方面。结合纤维素和粘土的独特优良性质可以制备粘土复合功能材料。本文以天然纤维素物质(普通定量滤纸)为模板,采用表面溶胶-凝胶法和层层自组装的方法引入客体无机氧化物分子、聚合物、粘土等客体材料制备了具有特定功能和性质的粘土复合材料。主要研究内容和结论如下：(1)基于天然纤维素物质的粘土材料的制备及对亚甲基蓝吸附性质研究。首先以天然纤维素物质(普通定量滤纸)为模板,钛酸四丁酯溶液为前体物,通过表面溶胶-溶胶法在纤维素表面沉积TiO2超薄膜,之后利用静电相互作用通过层层自组装法(LBL)交替沉积聚(二甲基二烯丙基氯化铵)(PDDA)和粘土(kunipia-F)薄层,制备得到粘土修饰的纤维素复合材料cellulose/titania/PDDA/kunipia-F。通过吸附与原位还原,把零价铁纳米颗粒负载到复合材料表面,得到零价铁纳米颗粒均匀分散的粘土复合材料,并研究了此材料对亚甲基蓝的吸附脱色效果。将吸附了零价铁的复合材料煅烧之后得到纳米管状titania/kunipia-F/Fe2O3复合材料,该材料成功的复制并保留了滤纸的原始形貌和特征。(2)基于天然纤维素物质的超疏水复合材料及重金属离子富集材料的制备。首先采用表面溶胶-凝胶法和层层自组装的方法在滤纸表面修饰二氧化钛、PDDA和粘土,制备得到cellulose/titania/PDDA/kunipia-F纳米复合薄膜材料。利用最外层的粘土所带有的负电荷来组装带有烷基长链的十八烷基三甲氧基硅烷,制备得到具有疏水效果的复合薄膜材料。另外,在cellulose/titania/PDDA/kunipia-F纳米复合薄膜材料表面组装3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷(N-[3-(三甲氧基硅基)丙基]乙二胺)分子,制备得到了重金属离子富集材料,该纤维素复合材料对铅离子和铜离子具有良好的吸附效果,而且可以通过煅烧实现重金属离子的回收,并得到二氧化钛、粘土和金属氧化物的复合纳米管材料。(3)天然纤维素为模板的粘土细胞色素C复合材料的制备。首先,采用表面溶胶-凝胶法和层层自组装的方法制备得到cellulose/titania/PDDA/kunipia-F复合材料,通过煅烧除去滤纸模板和聚合物PDDA,得到纳米管状的titania/kunipia-F复合材料,其中粘土kunipia-F具有层状结构并且带有负电性,可以吸附带有正电的细胞色素C (Cyt c)。利用Cyt c/titania/kunipia-F来修饰玻碳电极,用三电极系统进行电化学测试,在循环伏安曲线中可以看到细胞色素C的一对氧化还原峰。利用差分脉冲法检测此电极对溶液中的双氧水的电催化反应,在浓度为1mM的双氧水的溶液中,细胞色素C的还原峰明显的增大。