近年来,人口增长、城市化、技术进步和工业扩张等人类活动已经严重污染了许多水生态系统。在各种水系统（河流、海洋和湖泊）中存在的重金属是造成水污染的重要原因之一。由于重金属的积累性和不可降解性,它们的毒性和持久性对生态系统和人类健康产生了负面影响。重金属与基本金属离子结合的部位相同,导致结构和生物分子的不稳定,从而诱发突变、癌症和遗传性疾病。在重金属去除技术中,吸附法因其设计方法灵活、操作简单、去除效率高、适用性强、成本低、不会产生第二次污染等优点而被广泛应用。许多吸附剂被开发和报道,与大多数固体材料的表面吸附相比,水凝胶因其可重复使用,易于制备和处理而备受关注。水凝胶交联网络中的特定官能团（例如-OH、-NH2、-SO3H、-COOH、-CONH2）作为吸附位点,可以有效地去除重金属离子,对废水进行净化。然而传统的水凝胶可去除废水中的重金属,却无法做到实时检测。荧光水凝胶弥补了这一缺陷,它将水凝胶的吸附作用与碳点的荧光性结合,作为优异的传感器和吸附剂可现场检测并去除废水中的重金属。本论文主要分为以下四部分内容:第1章绪论综述了水凝胶和碳点的研究现状,主要介绍了水凝胶和碳点的性质、制备方法和应用前景。第2章水解聚丙烯酰胺-聚乙烯亚胺/海藻酸钠互穿网络水凝胶及对Cu（Ⅱ）吸附性能研究在EDTA的启发下,利用水解聚丙烯酰胺（HPAM）和支化聚乙烯亚胺（BPEI）之间的转酰胺反应形成第一层网络,海藻酸钠与Ca Cl2的“蛋壳结构”形成第二层网络,最终成功制备海藻酸钠基互穿网络水凝胶。水凝胶保留所有活性金属螯合基团,潜在地获得极高的重金属吸附容量。扫描电镜显示,该水凝胶具有孔隙网络结构,溶胀比可达到1599g/g。探究了不同实验条件（p H、接触时间和重金属离子浓度）下水凝胶对Cu2+的吸附能力,根据吸附动力学的两种模型和吸附等温线模型的拟合,证明水凝胶去吸附铜离子主要是通过化学吸附和单层吸附为主。水凝胶对Cu2+的吸附量可高达为588.2 mg/g,高于已知的任何EDTA接枝材料。这项研究表明,水解聚丙烯酰胺-聚乙烯亚胺/海藻酸钠互穿网络水凝胶在污水中重金属离子的吸附、去除方面具有较大的实际应用潜力。第3章基于氧化羧甲基纤维素的自愈合双网络水凝胶对Ag+的检测和吸附性能研究在这项工作中,首次利用氧化羧甲基纤维素结合动态席夫碱反应制备了一种对Ag+具有优异吸附和检测能力的自修复荧光双网络水凝胶（自修复BCS水凝胶）。将硼掺杂的碳点引入到水凝胶中,使水凝胶具有荧光性。通过荧光光谱证明了水凝胶可作为荧光探针对Ag（I）进行检测,并探讨了检测灵敏度和选择性,结果表明Ag+的检出范围为0-75μM,最低检测限为3.798μM。此外,平衡等温线和吸附动力学模型用于探索该水凝胶对Ag（I）的吸附行为,说明自修复BCS水凝胶对重金属的去除主要通过化学吸附和单层吸附。该水凝胶对Ag+的最大吸附量高达407 mg/g。基于可逆动态交联和氢键,水凝胶具有优异的自愈合性能,可反复利用。因此,这种自修复荧光双网络水凝胶可实时、现场检测银离子和去除重金属离子,在重金属离子的监测和去除方面具有重要意义。第4章基于碳点的荧光双网络水凝胶对Cr（VI）的检测及其对重金属的吸附性能的研究首先甲基丙烯酸缩水甘油基酯（GMA）的环氧基团与碳点的氨基反应得到双键功能化的碳点（PCD）,然后通过席夫碱反应和PCD与丙烯酰胺的共聚反应制备荧光碳点双网络水凝胶。对荧光碳点双网络水凝胶的结构和表面基团进行了表征。考察了水凝胶对Cr（VI）的检测性能,证实制备的水凝胶对Cr（VI）的检测有良好的选择性和抗干扰性,最低检测限为12.319μM。此外研究了初始重金属离子的浓度和接触时间对其吸附性能的影响,探索水凝胶对重金属的吸附行为。实验表明水凝胶对重金属的吸附符合Langmuir模型和拟二级动力学模型,重金属被吸附在荧光碳点双网络水凝胶的单层表面,吸附过程主要以化学吸附为主。最后,提出了其高效吸附检测机理。设计的基于碳点的荧光双网络水凝胶可用于Cr（VI）的检测和去除,对环境和人体健康具有重要意义。