浸没在水体中的设施受到水中生物附着而产生污损。不同水域中的污损生物种类不同,我国水体生物污损按照水体差异可以分为四种,一是海洋生物污损,二是江河湖泊中的淡水生物污损,三是重金属污染水体中的生物污损,四是城市供水系统中重藻水中的藻类对水处理管道的附着和阻塞。杀生剂铜难以实现缓释而对水体造成重金属污染,水凝胶难以贴附在物体表面而使得应用受到限制。因此,能够贴附物体表面的水凝胶或者高效、低毒、缓释的铜系杀生剂成为了研究的重点课题。针对上述问题,本论文旨在以低成本和简单工艺制备出海藻酸铜微纳米水凝胶粒子,然后用层层自组装的方法将海藻酸铜水凝胶粒子固定在玻璃片表面,从而实现了天然高分子水凝胶污损抑制,并协同铜离子化学杀生。较之传统的机械掺杂法或者水凝胶包覆一氧化铜,海藻酸铜中铜离子释放需要克服静电作用,所以实现了铜离子缓释。实验结果表明海藻酸铜水凝胶具有良好的水下疏油性能、污损抑制性能、污损脱附性能。掺杂钙的海藻酸铜水凝胶的机械性能随着铜钙比的变化而变化。铜离子释放速率受铜钙比的影响而不同。相同铜钙比的水凝胶在不同盐度33.18 g(人工海水)、0.14 g(重金属污染水体)、0.07 g(淡水水体)、约0.00 g(城市供水系统)中的铜离子释放速率存在很大差异。海藻酸铜水凝胶对重金属镉有明显的吸附作用。海藻酸铜水凝胶在固定体积人工海水中21天后达到铜离子释放浓度平衡,200天后所释放出的铜离子仅占海藻酸铜水凝胶中铜离子总重量的23%。海藻酸铜水凝胶具有一定范围的化学杀生能力,对城市供水系统,各个铜钙比的海藻酸铜水凝胶都可发挥杀生作用;对淡水藻类,铜钙比5:0的海藻酸铜水凝胶可以发挥杀生作用;对海洋附着生物而言,受至于盐度对海藻酸铜水凝胶铜离子释放的限制,防污机制在于阻断生物被膜。综上所述,海藻酸铜水凝胶具有良好的水下疏油能力、铜离子缓释能力、污损抑制和污损脱附能力,以及较长的使用寿命。微纳米海藻酸铜水凝胶粒子通过层层自组装的方法实现了水凝胶在物体表面贴附,为水凝胶在防污领域中的应用奠定了基础。不同铜钙比的海藻酸铜水凝胶在不同盐度水体中铜离子释放速率差异显著,为实现针对不同水域水体的污损生物种类和盐度设计具有对应防污能力的水凝胶提供了可能性。