随着世界石油资源日益减少，原油价格不断上涨，传统的合成高分子工业的发展将受到制约。同时，由于大多数合成高分子材料很难生物降解，造成的环境污染日益严重。然而，天然高分子资源丰富、生物可降解，并可通过化学、物理方法改性成为新材料或成为高分子新的原材料。本论文采用纤维素、壳聚糖、海藻酸钠和酪蛋白四种天然高分子，通过新方法制备多种的高分子/高分子复合材料、无机/高分子复合材料。这些材料既具有天然高分子本身固有属性，又兼具多种特殊性能或功能，如离子识别、光响应、磁响应等特性，具有较好的潜在应用前景。具体研究开展如下:　　多级结构ZnO徽球/再生纤维素复合膜的制备与性能研究　　将再生纤维素水凝胶浸泡在锌原液中，通过直接加热的方式使多级结构ZnO微球在高分子凝胶内部生长，干燥后即制备出多孔的ZnO/纤维素复合膜。通过X-射线衍射(XRD)证明所含的ZnO为红锌矿结构。扫描电镜(SEM)结果表明ZnO在受限条件下生成的微球是由纳米颗粒组装的多级结构，且复合材料保持了纤维素膜的多孔结构。另外，傅里叶转换红外光谱(FT-IR)结果表明，ZnO微球与纤维素基体间存在一定的相互作用力和相容性。热重分析(TGA)和差热分析(DTA)结果显示，随ZnO含量的增加，复合膜的热稳定性增加。最后采用紫外光谱(UV-Vis)和荧光光谱研究了复合膜的光学性质，结果表明复合膜以最大激发波长356 nm激发时，可产生紫光峰(带隙能为3.24 eV)、蓝光峰(带隙能为2.75 eV)和绿光峰(带隙能为2.14 eV)。　　多孔纤维素/海藻酸钠离子印迹膜的制备　　这部分工作成功地制备了一种离子印迹膜(IIP)。首先，将纤维素与海藻酸钠溶解在NaOH/尿素溶液中;然后将混合溶液流延到玻璃板上，再在CaCl2水溶液中凝固制备复合膜，并进一步将其化学交联;最后，经过去离子化处理即成功的制备得到钙离子印迹膜。拉伸试验结果显示离子印迹膜具有令人满意的力学性能。SEM表征显示该膜为均匀多孔结构，这有利于膜的溶胀和小分子物质的在膜基体中的扩散。印迹膜的平衡溶胀率为700％。分别在Ca2+、Ca2+/Cu2+、Ca2+/Zn2+和Ca2+/Mg2+溶液中，研究离子印迹膜对金属离子的吸附行为。结果表明:IIP膜在对金属离子的吸附实验中表现出对Ca2+离子较高的选择识别性，这种选择识别特性与是否存在竞争金属离子无关。因此，我们的工作提供了一种简便方法来制备Ca2+离子印迹膜，使得其在硬水软化，钙离子富集与识别等领域具有潜在的应用价值。　　超细Fe3O4纳米粒子的制备及其荧光性研究　　采用简单的氨气熏蒸法，首先制备了磁性壳聚糖/Fe3O4纳米复合材料，再采用酸性缓冲溶液溶解掉壳聚糖使Fe3O4纳米粒子释放出来，由此制备出超细Fe3O4纳米粒子。通过透射电子显微镜(TEM)和XRD研究了纳米粒子的形态及微观结构，结果显示所得Fe3O4呈单分散性，粒径为1.5～6.5 nm。纳米粒子的磁滞回线表明其具有超顺磁性，且饱和磁化强度为17.8 emu/g。纳米粒子水溶液经过荧光光度计检测后，首次发现其具体荧光性。其最大激发波长为320 nm左右，最大发射波长为410 nm左右。还进一步研究了其量子产率和荧光寿命，但是对于Fe3O4纳米粒子的荧光性形成机理还有待于进一步研究。　　外磁场诱导制备纺锤形多级结构Fe3O4颗粒及其自组装行为　　在外磁场的诱导下，成功地制备了针状的多级结构Fe3O4。这种针状多级结构Fe3O4长度在10～100μm之间、直径为1～3μm，由长度为0.5～1.5μm、直径为0.1～0.5μm的纺锤状Fe3O4颗粒顺序排列堆积而成。TEM结果显示纺锤状Fe3O4颗粒是由平行排列的Fe3O4纳米棒组成，纳米棒的长度为100～500 nm，直径为5～10 nm; Fe3O4纳米棒表面光滑，与外磁场诱导生长相关。该针状多级结构的饱和磁化强度为18.3 emu/g，且具有超顺磁性。另外，还研究了制备该针状的多级结构Fe3O4的影响因素，如碱液种类、外磁场、壳聚糖浓度、SO42-离子和温度，并优化了制备条件。　　本文制备与研究的天然高分子基复合材料均属于原创性探索研究。创新性在于:(1)制备了多孔的多级结构ZnO微球/纤维素复合膜，其热稳定性、荧光性都得到增强;(2)采用简便方法来制备了Ca2+离子印迹膜，该膜表现出对Ca2+离子较高的选择识别性;(3)简便法制备了超细Fe3O4纳米粒子，且首次发现其具有荧光性;(4)在外磁场下制备了纺锤状多级结构Fe3O4颗粒并研究了其自组装行为，为磁性材料直接增强高分子提供了支持。