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近年来,随着现代工业的快速发展,自然环境的人为破坏日趋严重。重金属以及染料的使用量呈指数增长,若不能有效处理,将导致大量含有重金属和染料的废气、废液和废渣排放到大气环境、自然土壤和水体中,从而产生重金属污染和染料污染,给动植物的生长、繁殖以及人类的身体健康,甚至生存环境带来严峻的威胁和挑战。在众多的污染中,水污染问题是一项值得学者们高度重视的问题,常用的水处理方法有:吸附法、膜分离法、光催化法、沉淀离心法等,其中,吸附法是一类操作简单、成本低廉、材料简单易得的处理方法。吸附法常常采用水凝胶作为吸附剂,水凝胶是一类用途极为广泛的高分子材料,它不仅可作为用以解决水污染问题的吸附性材料,某些水凝胶具有良好的保水性能也常常被用作农业保水剂使用,另外一些生物相容性较好的水凝胶在医药方面也有很广泛的应用。本研究围绕水凝胶的溶胀及吸附性能展开研究,基于目前水污染的现状,旨在制备几种溶胀性能与吸附性能良好的高分子水凝胶。选用丙烯酸（AA）作为研究主体,制备一种直径低于5nm的氢氧化钙作为交联剂,研究了丙烯酸单体的聚合,并对其溶胀性能进行测试。在接下来的工作中分别用丙烯酰胺（AA）和N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）对其进行改性,以期望提高该水凝胶的溶胀性能与吸附性能,并进行吸附实验测试,从而得到一种能有效处理含有重金属和染料的废水并且保水性能良好的高分子水凝胶。本研究主要分为以下几点:1.先探索了PAA的最适聚合工艺。由于不同催化剂、引发剂的用量以及聚合温度等对该水凝胶的聚合反应均有影响,因此在第二章节里通过改变催化剂的用量、聚合温度、引发剂的用量、交联剂的用量等,观察合成的产物在水中的变化确定了合成聚丙烯酸水凝胶的最佳工艺,用制备得到的直径低于5nm的氢氧化钙作为交联剂合成得到溶胀率在8130g/g左右的PAA/Ca（OH）2水凝胶。且该水凝胶在Cu2+初始浓度为0.16 mg/L的溶液中对Cu2+的吸附容量高达313mg/g去除率为46.8%。虽然PAA/Ca（OH）2水凝胶的溶胀性能较好,但是其保水性能并不理想,因此在后续工作中,通过与其他单体的共聚以期望提高其保水性能。2.用丙烯酰胺（AM）单体与丙烯酸（AA）单体共聚,用制备得到的直径低于5nm的氢氧化钙作为交联剂获得了一种溶胀性能和保水性能均良好的新型超吸水水凝胶（PAA/PAM/Ca（OH）2水凝胶）。PAA/PAM/Ca（OH）2水凝胶的最大溶胀率在p H=7和328K时高达5580g/g。另外,改性后的水凝胶在298K湿度在40%左右的空气中保持3天后,保水率（WRR）仍保持60%以上。这意味着此类水凝胶具有很好的保水能力,这种性能使得其在农业上具有很大的应用空间。同时,将PAA/PAM/Ca（OH）2水凝胶样品用于吸附Cu2+在其初始浓度为0.064 mg/L的情况下对其移除率高达56.6%,吸附容量为42.4mg/g。并将PAA/PAM/Ca（OH）2水凝胶样品应用于从水溶液中吸附亚甲基蓝（MB）,可以得到约856mg/g的高吸附能力,这些特点使得该水凝胶能更好得应用在污水处理方面。3.由于N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）与丙烯酰胺（AM）具有相同的酰胺基团,因此将N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）与丙烯酸（AA）共聚,通过使用制备的直径小于5纳米的Ca（OH）2交联剂获得另一种具有吸水性能良好的水凝胶（PAA/PNIPAM/Ca（OH）2水凝胶）,其溶胀率高达3710mg/g。改性后的水凝胶在298K湿度在40%左右的空气中保持3天后,保水率（WRR）仍保持80%左右,由于其较好的溶胀率,将其在室温（25℃）中性环境下用于吸附亚甲基蓝溶液中的MB,该PAA/PNIPAM/Ca（OH）2水凝胶对亚甲基蓝的吸附容量高达1687mg/g。并通过测试对该水凝胶的结构和性能进行表征,解释并说明制备的新型水凝胶的优势所在。