水凝胶是一种高分子聚合物,它有一定的亲水性但不溶于水,能够在水溶液中溶胀并能够脱水退溶胀保持原始状态,是一种常见的高分子功能材料,具有吸水性、保水性的特点。本论文制备合成了聚（N-异丙基丙烯酰胺）/氧化石墨烯（PNIPAM/GO）复合水凝胶和海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）可剥离水凝胶,对水凝胶的结构、性能和对污染物的处理进行了研究。我们利用制备的PNIPAM/GO复合水凝胶去除污水中重金属离子与有机染料污染物,PNIPAM/GO复合水凝胶具有优越的吸附能力与温度敏感性,通过控制体系温度可以调控体系分相形成水相和高度凝缩的凝胶相,吸附的大量重金属离子及有机污染物被固定在高度凝缩的凝胶相中,通过简单的两相分离可以顺利将水相和凝胶相分开,以“类萃取”的方式去除水中的污染物。探究了复合水凝胶对有机染料污染物及重金属离子的吸附性能,通过优化p H、反应温度、离子强度、吸附时间等吸附条件,发现复合水凝胶对铜、钴、镉、锌、镍重金属离子与亚甲基蓝、孔雀石绿、罗丹明B有机染料等污染物有较强的吸附能力,对重金属离子的吸附效率达到90%以上,对有机染料污染物的吸附效率达95%以上。表征了复合水凝胶的形貌与性质,研究了复合水凝胶的吸附机理。GO是不规则的、具有褶皱的片状结构,PNIPAM分散较为均匀,粒径分布均一,PNIPAM微小聚集体可黏附在GO的表面上,PNIPAM/GO复合水凝胶整体上都呈现出多孔蜂窝状的形貌结构,具有较多的孔隙,分布比较均匀,呈层状排列,其ZETA电势随着p H的增大电负性增强。通过分子动力学模拟得出,当PNIPAM/GO复合水凝胶对有机染料污染物罗丹明B（Rh B）作用时,复合水凝胶对Rh B的作用力是疏水相互作用为主导,静电作用与氢键辅助。本研究为重金属离子及有机污染物分离去除提供了一种新的方法,在污水处理方面具有重要意义和应用潜力。我们制备了一种SA/GO可剥离水凝胶用于去除基材表面的污染物,将SA/GO水凝胶在受污染的基材表面涂敷,然后在表面喷洒Ca Cl2溶液使水凝胶成膜,待表面污染物溶解吸附到水凝胶膜中后,将水凝胶薄膜从基材表面剥离,实现方便高效的基材表面污染物去除。探究了可剥离水凝胶的断裂伸长率和拉伸强度与剥离情况,当3%SA溶液中掺杂1mg/m L GO后其断裂伸长率为117.7%,拉伸强度为457.2 k Pa,SA溶液中加入GO的浓度越大,可剥离水凝胶的断裂伸长率与拉伸强度增大,水凝胶的交联密度越高,水凝胶的力学强度增加,力学性能越好。探究了可剥离水凝胶在基材表面的剥离情况,可剥离水凝胶可在6种基材表面连续成膜,能够达到100%剥离。最后又研究了可剥离水凝胶对基材表面模拟核素和有机染料污染物的去除情况,结果表明可剥离水凝胶对玻璃基材表面的模拟核素锶离子和钴离子有较好的去除效果,对玻璃基材表面的有机染料污染物罗丹明B、亚甲基蓝、孔雀石绿有较好的去除效果,吸附效率都在90%以上,本研究在防腐保护涂层、基材表面放射性核素去除和有机物污染去除等领域中具有广泛应用前景。