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水在维持人类生活和社会可持续发展方面扮演着重要的角色。然而,水资源随着人口的增长和工业的发展变得愈加紧张。水体污染包含各种来源,有不溶性的污染物（如油和芳香族化合物）,也有可溶性的有机物（例如,染料）。另外,污水中还存在细菌等微生物,很容易在污水处理基材表面构成生物污损,造成基材消耗。因此,面对复杂的污水环境,制备具有多响应型和多功能型的污水处理材料显得迫切和重要。作为地球上来源最丰厚的生物基质材料,纤维素具有化学稳定性、亲水性和生物易降解性等优点。纤维素基气凝胶是三维多孔的,具有高的比表面积,经过修饰、改性,既可以实现油水分离,也可以用作污水中染料的吸附剂。基于此,本论文主要探究内容为以下三个方面:（1）以纤维素为原料,氢氧化钠/尿素/水溶液为溶剂,溶胶-凝胶形成水凝胶后,再冷冻干燥制备气凝胶,然后采用ATRP（原子转移自由基聚合）法在纤维素气凝胶表面引入功能性单体（甲基丙烯酸二甲基氨基乙酯,DMAEMA）。改性后的纤维素气凝胶表面具有pH值、温度响应性,可以根据外界环境,在亲水性（水接触角为0o）和疏水性（水接触角为130o）之间进行浸润性切换,从而实现油水分离。该纤维素基气凝胶具有高选择性,在温度低于60oC（pH=7.0）或者pH值为1.0（T=25oC）时,该气凝胶可以吸附油中的水,而当温度高于60 oC（pH=7.0）或pH值为13.0（T=25oC）时,该气凝胶可以在水下吸附油,且具有重复利用性。这种pH、温度双响应的表面,拥有双重开关来控制材料表面的润湿性能。（2）选择纤维素为原料,制备季铵化纤维素,并与纤维素混合,制得复合气凝胶,聚多巴胺（PDA）和聚乙烯亚胺（PEI）发生迈克尔加成反应和席夫反应,基于聚多巴胺的黏附作用,在其表面共沉积,改性后的气凝胶具有超亲水（水接触角0o）、水下超疏油（水下油接触角>150o）的性质,并且有一定的防污抗菌性能,不仅可以分离油水混合物,重复过滤10次后,该气凝胶仍具有良好的分离效率（>99%）,还可以分离水包油型乳化油,对染料也有良好的吸附作用,以茜素红为模型染料,对其最大吸附能力达454.545 mg g-1,这种具有多种功能的材料在水处理领域具有很好的发展前景。（3）以纤维素为原料,制备季铵化纤维素,与纤维素复合制备复合气凝胶,通过多巴胺一步引发丙烯酸酯类单体（[2-（甲基丙烯酰基氧基）乙基]二甲基-（3-磺酸丙基）氢氧化铵,SBMA）聚合并且共沉积在气凝胶表面,PDA/PSBMA涂层赋予该气凝胶超亲水（水接触角0o）-水下超疏油（水下油接触角>150o）的性质,可以高效分离油水混合物,在重复使用10次后,该气凝胶的分离效率仍然高达99%,季铵化纤维素的存在使材料具有染料吸附(以刚果红染料为模型染料,最大吸附能力为833.333mg g-1)、抗菌的功能,这种具备能染料吸附、油水分离功效,又能防污抗菌的多功能型材料对复杂环境条件下污水处理具有良好的实用性。