气凝胶作为一种独特的轻质材料,具有低密度、高孔隙率、大比表面积等特点,在隔热材料、吸附材料、载体材料和生物医用材料等领域有潜在的应用价值。壳聚糖是世界上储量最丰富的碱性天然多糖,是未来的主要化工原料之一。本工作通过化学交联和物理交联壳聚糖,制备以壳聚糖为基体的气凝胶材料,并通过红外光谱(FT-IR)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和力学性能实验等表征壳聚糖基气凝胶的结构和性能,并通过吸附性能实验研究这一类气凝胶在吸附分离材料领域的应用前景。本论文的主要研究内容和结论包括以下四个部分:在壳聚糖的化学凝胶中,随着交联剂浓度的增加,气凝胶的密度逐渐上升;孔隙率逐渐下降;吸附性能逐渐变差。对水、原油和柴油的吸附倍率最高分别为41.07 g/g.31.07 g/g和21.38 g/g。对其他油品和有机溶剂的吸附倍率在13.11～32.39 g/g。在室温下对重金属离子Cu2+理论吸附量最高可达35.08 mg/g。单轴压缩-回复测试表明,材料具有较好的弹性回复率。为了得到疏水亲油的功能化材料,结合冷等离子体改性技术对气凝胶进行疏水改性。红外证实了改性后的样品疏水基团相对含量增加,XPS分析证明三甲基氯硅烷主要通过取代氨基接枝到材料表面。SEM发现冷等离子改性并不改变材料整体的微观结构,仅使材料的表面发生变化。疏水的壳聚糖气凝胶对原油有更快的吸附速率,吸附量能够达到29.50 g/g。以NaOH/Urea/H20为溶剂,在低温的条件下溶解壳聚糖制备壳聚糖的物理凝胶。随着凝胶温度的升高,凝胶时间逐渐降低。在一定的浓度范围内,随着壳聚糖浓度的增加,气凝胶的密度逐渐增大、孔隙率逐渐降低、吸水倍率和吸油倍率逐渐降低;材料具有一定的吸附性能,对水、原油、汽油和柴油的吸附倍率分别为 13.22、14.03、11.06 和 10.42 g/g。采用物理交联的方式制备壳聚糖/废纸纤维素复合气凝胶材料,随着壳聚糖的相对组分含量增加,材料的表观密度总体上呈增长趋势,孔隙率总体上呈下降的趋势。少量复合壳聚糖能提高材料的热稳定性,壳聚糖含量增加时组分以各自的相态相容地存在,含量达到50%后材料的热稳定性开始变差。吸附性能测试表明,复合少量壳聚糖的气凝胶对油污和有机液体表现出良好的吸附性能,通常可以吸附自身重量13～21倍的液体。壳聚糖组分含量为50%的气凝胶对染料甲基橙表现出更好的吸附效果,在室温下理论最大吸附量为104.49 mg/g。