有机-无机复合水凝胶是一种新型的化学节水材料，近年来在农业领域受到广泛关注。本文采用水溶液聚合法，用含钾的层状硅酸盐粘土矿物伊利石制备了一种新型水凝胶，并利用XRD，IR，原子吸收光谱法等现代测试技术手段，分别对原材料和复合水凝胶的结构与性能进行了测试与表征。该复合材料不仅具有较好的吸水性能，还可以持续的释放钾素，本文进一步利用膨润土和聚乙二醇对其进行改性，提高了凝胶的吸水性能和抗盐性，还可以对伊利石的矿质钾素的释放起到促进和控制作用。本文主要得出以下结论：　　 (1)运用XRD，IR等表征技术手段，通过对浙江温州伊利石的热行为进行考察，结果表明经过600℃，30min热处理将引起伊利石的自由水和羟基的脱除，从而引起热活化伊利石的晶体结构产生膨胀，即层间域变大，最终导致结构钾更活跃。伊利石原矿的速效钾较低，约为0.67％，热活化后伊利石可达到3％以上。同时在此条件下的热处理还可以将伊利石粘土矿物中的还原性矿物黄铁矿除去，避免在伊利石粘土与丙烯酸钠复合时产生阻聚作用。　　 (2)本实验以热处理后的伊利石粘土为复合材料，以过硫酸铵为引发剂，以N，N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，在丙烯酸(钠)水溶液中，聚合制备出了伊利石复合水凝胶，当伊利石为60％，引发剂为0.25％，交联剂为0.04％，中和度为70％，反应温度为75℃时，复合材料的吸蒸馏水倍率为602，吸生理盐水倍率为35。通过淋洗法试验，利用AAS测得，其一周累计释钾量为达30％，而伊利石原矿为13.7％，热处理伊利石为14.8％。中和度的提高有利于水凝胶矿质钾素缓释性能的提高，中和度从60％降至50％，36h释钾量提高了约0.4％。同时矿物添加量的增加可提高水凝胶的矿质钾素缓释性能，对于中和度为50％时，矿物添加量从2∶10提高到10∶10，36h释钾量降低了约0.5％。　　 (3)实验以高表面活性矿物膨润土为添加剂，制备出了膨润土-伊利石粘土复合水凝胶，当膨润土为5％，伊利石为20％，引发剂为0.20％，交联剂为0.04％，中和度为85％，反应温度为80℃时，复合材料的吸蒸馏水倍率为242，吸生理盐水倍率为47。通过浸泡法和淋洗法，利用AAS测得其一周累计释钾量为60.2％。　　 (4)实验以非离子表面活性剂聚乙二醇为添加剂，制备出了聚乙二醇-伊利石粘土复合水凝胶，当添加剂为PEG800，添加量为1.0％，伊利石为90％，引发剂为0.20％，交联剂为0.04％，中和度为20％，反应温度为80℃时，复合材料的吸蒸馏水倍率为520，吸生理盐水倍率为76.8。通过浸泡法和淋洗法，利用AAS测得，其一周累计释钾量可达52.08％且每天持续供钾。聚乙二醇-伊利石复合水凝胶的吸水倍率高达520g/g，平均吸水倍率为170g/g；吸盐水倍率最高为76g/g，平均为30g/g。水凝胶的吸蒸馏水倍率随中和度的升高而升高，随着伊利石含量的增加而下降。PEG的加入有利于凝胶吸水性能的提高，添加分子量为600的PEG制得的凝胶吸水性能最好。　　 (5)膨润土和聚乙二醇的加入均提高了伊利石粘土复合水凝胶的促/控释钾性能和耐盐性，聚乙二醇-伊利石复合水凝胶的抗盐性能最好，膨润土-伊利石复合水凝胶具有更佳的促/控释钾性能。　　 通过保水剂、伊利石、膨润土、聚乙二醇等原材料的复合化，制备出了具有吸水保水能力强，抗盐性好，还能持续供应可溶性钾元素的复合水凝胶材料，达到了论文设计的目标。目前农业高吸水性树脂的应用受到多重因素的限制，开发集水分、养分供应和调控于一体的多功能化保水剂将对促进高效持续农业具有重要的意义。