羽毛是一种生物质废弃物,在全球范围内,禽类肉制品加工业每年产生大约4.0×10~7吨的羽毛副产品。传统的处理方法主要有焚烧和填埋,但是运输、焚烧和填埋都会对大气、水体和土壤造成污染,而且这些过程所需要的费用较高,同时也会传播疾病,这是一类重要的环境问题。所以,探寻合适的方式将废弃羽毛进行循环利用,以此为原料生产新材料,这一课题在目前的研究中备受关注。羽毛角蛋白（FK）是一种来源丰富、廉价的天然高分子,是以氨基酸为主的动物蛋白,有良好的生物相容性和生物可降解性。采用有效的化学方法从羽毛废弃物中提取角蛋白,将其制备成生物吸附剂或可用于生物医药领域的生物材料,会提高羽毛的附加值,同时也能缓解一定的资源短缺压力。本文以FK为原料,用钙离子溶液交联制备了交联自组装气凝胶（FKCa G）;与生物相容性良好的合成高分子聚乙烯醇（PVA）复合,制备了FK/PVA互穿网络海绵状气凝胶（FKaq PHSG）;与天然高分子海藻酸钠（SA）交联,制备了FK/SA复合凝胶珠（FK/SA-Ca/Et OH/EDC）。考察了各种材料的最佳制备条件,采用扫面电镜（SEM）、傅里叶变换红外光谱分析（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TG）对各种材料的形貌和结构进行表征分析,用模拟染料废水测试了气凝胶的吸附性能,考察了FKaq PHSG作为外伤敷料应达标的物理要求,测试了FK/SA-Ca/Et OH/EDC的载药性能和药物控制释放性能。论文主要包括以下几个部分:第1章,首先介绍了角蛋白的来源和历史研究进程。其次,对角蛋白中的FK的来源、组成和结构进行了总结。再次,总结了FK的主要提取方法,根据提取方式不同,主要包括机械法、化学法和生物法。最后,根据应用领域不同,对FK的应用研究进行了总结,其应用在农业、纺织工业、污水处理和生物医学领域中,以生物医学方面的研究最为突出,也最具价值。所以,以FK为原料制备实用生物医疗材料具有很大的探索空间和研究价值。第2章,以FK透析液（FKaq）为原料,通过Ca2+溶液交联沉积,制备了具有网络结构的FKCa G。采用FT-IR、SEM、XRD和TG对气凝胶的形貌和结构进行表征和分析,发现气凝胶具有多层网状结构,具有较高的比表面积,提供吸附所需的活性位点。测试了FKCa G对不同模拟染料废水的吸附能力,发现其具有良好的染料去除性能,对结晶紫的去除率可达到95.3%。第3章,以FKaq和聚乙烯醇（PVA）作为制备海绵敷料的原料,埃洛石纳米管（HNTs）为填料,通过冷冻-解冻的方法将其制备成水凝胶,再经过冷冻-干燥,制得FKaq PHSG。采用FT-IR、SEM、XRD和TG对FKaq PHSG进行结构表征和分析,发现气凝胶具有明显的纳米网络结构,为其负载药物、吸/脱水和透气性提供了依据。考察了FKaq PHSG的溶解性、柔韧性、对水和盐溶液的吸收性、保水和水蒸气透过性,测试了载药（模型药物罗丹明B:RB）气凝胶（FKaq PHSG-RB）的药物释放性能。测试结果表明,FKaq PHSG达到了外伤敷料所必需的性能指标,可以作为外伤敷料使用。第4章,以FKaq和SA为原料,以Ca Cl2和EDC/HCl为双重交联剂,制备了FK/SA-Ca/Et OH/EDC。采用FT-IR、SEM、和XRD进行了结构表征和分析,发现FK和SA发生了交联,形成的复合凝胶珠是均质纳米孔洞结构,因而具有良好的溶胀性能。测试了FK/SA-Ca/Et OH/EDC对RB的负载量、及载药凝胶珠在不同p H缓冲溶液中的累计释放率。结果表明FK/SA-Ca/Et OH/EDC具备良好的p H敏感性,在p H=7.40的条件下具有较好的药物缓释效果,累计释放率为49.2%。总之,本论文以废弃天然高分子FK为原料,制备了生物吸附剂、海绵状气凝胶敷料和载药凝胶珠。FKCa G有望用于工业染料废水中染料的去除;气凝胶敷料FKaq PHSG有望作为外伤愈合敷料促进伤口愈合,应用于生物医药领域;FK/SA-Ca/Et OH/EDC有望作为药物缓释材料或农业施肥材料,有望应用于生物医药领域或农业领域。