本论文采用三种不同的酸酐（琥珀酸酐SAD、氨三乙酸酐NTAA、柠檬酸酐CAD）分别对微晶纤维素（MCC）的C6位上的羟基进行了酯化,柠檬酸酐改性纤维素成酯后,使其在1-（3-二甲氨基丙基）-3-乙基碳二亚胺盐酸盐（EDC）的催化下与N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）酯化,进一步与L-谷氨酸（GA）通过酰胺化反应进行交联,然后通过浇铸技术将其制造成膜,分别得到MCC-SAD（MS）、MCC-NTAA（MCN）、MCC-CAD-GA三种膜材料,对改性纤维素膜材料的相关特性及其在药物缓释、水溶液中染料和金属离子的吸附等方面的应用进行了详细的探讨。琥珀酸酐改性后的纤维素膜材料（MS）可作为载体应用于药物多潘立酮的负载和可控释放。通过FTIR,XRD,TG/DTG和SEM等表征手段共同证明了改性和药物负载的成功,并确定了改性膜材料与药物之间的氢键相互作用,同时还探究了丁二酐用量对改性纤维素膜材料的吸水性能、机械性能、阻光性能、体外降解性能的影响。TGA/DTG曲线表明载药膜样品的热稳定性得到提高。改性膜材料在溶菌酶中的降解数据表明,丁二酸酐的加入改善了膜材料的抗降解行为并延长了其使用寿命,这对于其应用于缓释材料是有利的。此外,载药膜材料延长了药物多潘立酮的释放时间,并且随着SAD含量的增加,多潘立酮药物的累积释放率下降,而且释放遵循super case II型传输和non-Fickian扩散机制。此改性纤维素膜材料对提高药物的生物利用度意义深远。采用氨三乙酸酐为改性试剂,通过酯化反应对微晶纤维素进行改性,制备改性纤维素膜材料MCαN,研究了其对亚甲基蓝染料的吸附性能。利用FT-IR,XRD,EDX,元素分析和TG/DTG等分析手段验证了MCC和氨三乙酸酐之间酯化反应的发生。改性膜材料的热稳定性、微观形貌、机械性能和溶胀性能等特性探究表明,该膜材料是一种稳定的、环境友好的可再生材料。在不同时间和pH下的吸附数据表明,改性膜材料对亚甲基蓝染料有优异的吸附能力,该膜材料至少可以重复利用五次,并且吸附动力学模型符合pseudo-second order动力学模型,吸附等温线与Langmuir模型吻合良好。此MCαN膜材料在水溶液中有效去除染料方面有一定的应用潜力。通过柠檬酸酐对纤维素进行酯化处理,以EDC和NHS为催化剂,以L-谷氨酸为交联试剂,通过酰胺化反应与纤维素酯进行交联,从而得到MCC-CAD-GA膜材料,探究了该膜材料对水中低浓度重金属离子(Cd²⁺,Co²⁺,Ni²⁺,Pb²⁺和Cu²⁺离子)的吸附能力。改性膜材料的热稳定性、机械性能、吸水性等特性都得到了大幅度的改善,为其循环利用提供了条件,优化反应,室温下吸附2 h、pH 6、吸附剂为10 mg时为最佳条件。此外,该交联膜材料对金属离子的吸附行为遵循pseudo-second-order动力学模型,且吸附等温线更加符合Langmuir模型的描述。此交联改性纤维素酯膜材料的制备拓宽了其在金属离子的吸附方面的应用。总而言之,本论文得到的改性纤维素膜材料均是安全、稳定、无毒、环境友好的、可生物降解的生物膜,因其性质不同而应用于不同的领域。由于其来源广泛、可生物降解、有生物相容性、环境友好等天然特性,纤维素废弃物可以被环境中的微生物完全分解,这对于拓宽其应用范围、迎合环境友好型的理念、实现可持续发展意义重大。