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本论文将天然有机高分子材料壳聚糖(CTS)与天然无机材料蒙脱土(MMT)复合，制备了CTS/MMT有机无机纳米杂化复合材料，详细研究了CTS分子量、反应物配比、插层反应温度、插层反应时间、体系pH值等诸多因素对复合物结构的影响。以该复合物为原料，通过碱溶液滴加凝胶沉淀法制备了大尺寸球状CTS/MMT杂化材料，并以甲醛为预交联剂，环氧氯丙烷为交联剂，于水溶液中对杂化微球进行交联处理，得到了具有交联结构的有机无机杂化微球材料。详细研究了成球工艺、交联条件等对杂化微球材料结构的影响，并通过UV-Vis、XRD、FTIR、TGA、SEM等手段对材料结构与性能进行了表征。
通过XRD对CTS/MMT复合物结构进行了表征，结果表明CTS分子量对CTS/MMT复合物结构的影响较大，分子量为4.1×104CTS/MMT复合物中，MMT的层间距达最大值，为2.34nm；延长反应时间能够增大高分子量CTS/MMT复合物中MMT的片层间距，但对于小分子量CTS/MMT复合物体系影响不大；升高反应温度有利于增大复合物中MMT的层间距，但当温度超过60℃，继续升高温度对复合物结构影响不大；增加CTS用量有利于提高复合物中MMT的层间距以及复合物结构的均一性，当CTS与MMT配比增加到1:1，MMT层间距达最大值，继续增加CTS含量，不利于复合物结构均一性的提高和MMT层间距的扩大。TEM分析表明，大分子量CTS/MMT复合物中仅在MMT的末端出现部分插层或剥离，而小分子量CTS/MMT复合物中MMT层间距显著增大，并出现大量的剥离碎片；TGA分析表明，分子量为4.1×104CTS/MMT复合物中CTS与MMT的结合量最大。
CTS溶液浓度、NaOH浓度、HAc浓度和落差高度等因素对CTS微球及CTS/MMT杂化微球微形态、规则度、大小等性能有较大影响。具有较好物理性能的CTS微球的制备工艺为：CTS浓度为5％(w/w)、HAc溶液浓度为0.3mol/L、落差高度为25～30cm，NaOH溶液浓度为0.4mol/L。金属离子Cu2+印迹CTS微球的制备工艺为：CTS溶液浓度为3.5％(w/w)、HAc溶液浓度为1mol/L、落差高度为25~30cm，NaOH溶液浓度为2mol/L。CTS/MMT杂化微球的制备工艺为：CTS溶液浓度为5％(w/w)、HAc溶液浓度为0.3mol/L、落差高度为20cm，NaOH浓度为0.4mol/L。
采用甲醛、环氧氯丙烷作交联剂，以水为分散介质，甲醛与环氧氯丙烷用量与CTS结构单元物质的量之比分别为6：1和3：1时，能够制备得到具有较好物理性能和吸附性能的CTS交联微球，对Cu2+的平衡吸附容量达2.568mmol/g；采取共印迹方法制备的印迹Cu2+CTS交联微球对Cu2+的平衡吸附容量进一步提高，达2.626mmol/g。在甲醛与环氧氯丙烷用量与制备CTS交联微球同样的条件下，能够制备出具有较好物理性能与吸附性能的CTS/MMT杂化交联微球。应用分子量为4.1×104CTS/MMT复合物制备杂化交联微球，可以得到具有较好物理性能和最佳吸附性能的杂化交联微球。当MMT用量为16.67％时，杂化交联微球具有较好物理性能和最佳的吸附性能，杂化交联微球在吸附性能方面表现出较好的协同性。红外分析表明甲醛能够使杂化微球中CTS分子上的氨基得到有效保护；环氧氯丙烷主要与CTS分子中的羟基发生交联反应：杂化交联微球经HCl处理后，西佛碱能够被有效还原；红外分析还表明，被吸附在杂化交联微球上的金属离子能够与CTS分子上的氨基和羟基形成配位键。XRD分析表明CTS/MMT杂化微球中MMT的片层间距增大，CTS能够进入MMT层间：同时MMT的杂化使CTS的结晶结构受到破坏；交联反应使杂化微球中CTS的结晶度进一步被破坏，同时也使MMT的片层结构受到破坏，表明CTS的交联反应不仅发生在非晶区，而且也发生在晶区，发生在MMT的片层内的CTS分子之间；杂化交联微球吸附金属离子后的XRS谱图表明，金属离子的吸附配位可以发生在CTS的非晶区、晶区、以及MMT的片层内部。热重分析表明杂化微球内非晶部分的CTS热分解温度较低，吸附在MMT外表面的CTS可能受到MMT的催化而降低热分解温度，而MMT片层内部的CTS由于受到片层保护而使热分解温度提高；交联结构能够提高CTS非晶区的热分解温度；由于交联反应使MMT片层受到破坏，MMT对CTS的保护作用变弱。热重分析还表明吸附的金属离子对杂化交联微球存在明显的热分解催化作用，使非晶区非交联部分CTS热分解温度显著降低；杂化微球及杂化交联微球的表面及剖面电子扫描显微分析表明，采用甲醛、环氧氯丙烷体系对杂化微球进行交联，能够获得交联结构内外比较均一的杂化交联微球。
将CTS/MMT复合物与CTS醋酸溶液混合，通过碱液滴加凝胶沉淀法制备CTS/MMT杂化微球，杂化微球进一步交联，制备了CTS/MMT杂化交联微球，该杂化交联微球具有较好的物理性能，对金属离子有很高的吸附容量，耐酸、耐碱性能优异，有着广阔的应用前景。