二氧化碳（CO₂）气体是导致全球气候变暖的主要原因,限制CO₂排放是有效降低大气中CO₂浓度的最有效策略。同时,开发具有良好CO₂响应和吸附性能的新材料是有效利用CO₂气体的重要思路之一。近年来,CO₂响应型聚合物以其独特的响应特性得到了越来越多的关注。其中,以天然高分子为原料,设计并制备CO₂智能响应材料具有潜在的发展前景。壳聚糖是自然界唯一的碱性多糖,具有资源丰富易得、可再生、天然无毒、可生物降解、生物相容和抗菌等优良的特性。壳聚糖中含有大量的伯胺（-NH₂）,用于制备环境友好型CO₂响应高分子复合材料具有潜在的价值。本论文旨在合成系列壳聚糖/合成高分子复合纳米凝胶,进一步研究该复合纳米凝胶的二氧化碳响应性,从而为开发具有良好二氧化碳捕捉性能的环境友好高分子材料奠定基础。本论文主要由三部分构成。第一章本章主要介绍了“智能”高分子的研究进展。首先,对各种“智能”水凝胶的分类、结构、响应原理及其应用进行了全面的介绍和综述。随后,详细介绍了CO₂智能聚合物的发展及其优缺点,及其在各领域的应用。最后综述了目前壳聚糖复合凝胶的一些制备方法及其作为CO₂吸附材料的应用。第二章本章主要合成了一种对二氧化碳可逆响应的复合纳米凝胶体系。以N-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺（DMAPMA）为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺（BIS）为交联剂,过硫酸铵（APS）为引发剂,在壳聚糖（CS）的醋酸溶液中采用无皂乳液聚合制备了壳聚糖/聚N-（3-二甲氨基丙基）甲基丙烯酰胺（CS/PDMAPMA）复合纳米凝胶。通过FTIR,¹HNMR,UV-VIS和SEM等手段对这类纳米凝胶进行结构和性能表征。该纳米凝胶粒径在50 nm左右。考察了CS与DMAPMA不同质量配比和交联剂用量对CO₂响应性能的影响,进一步研究了其响应机理。通入CO₂后乳液变澄清,再通入N₂又恢复到原来的状态,表现出良好的CO₂/N₂可逆响应性和形貌可切换能力。第三章通过自组装无皂乳液聚合的方法制备了CS/PDMAPMA/PAA复合纳米凝胶。以具有CO₂响应性的2,2-偶氮二（2-甲基丙基咪）二盐酸盐（VA-044）为引发剂。通过非共价作用力,如氢键、疏水作用和静电相互作用等,通过链内和链间的结合产生更强的物理交联,将DMAPMA功能结合到CS和PAA的水凝胶中,使水凝胶具有更强的CO₂响应性能和优异性能。考察了AA和DMAPMA的含量对复合纳米凝胶稳定性及其形貌的影响,进一步探究其CO₂响应性能。实验发现该凝胶体系除了具有优异的形貌可切换能力。相比于CS/PDMAPMA复合纳米凝胶的CO₂响应体系,该凝胶体系响应速率更快,更完全。总之,本文以天然高分子壳聚糖为基底材料,通过简单有效的无皂乳液聚合的方法成功制备了具有优异响应性能的纳米凝胶体系。探究了其制备原理,并进一步研究了其CO₂响应机理。为下一步制备新型CO₂智能材料提供了理论基础。此外基于这些优点,CO₂响应壳聚糖复合纳米凝胶体系作为智能器件、生物传感器、CO₂吸附材料以及药物载体具有广阔的应用前景。