二次纤维经历反复润湿–干燥操作导致纤维角质化,角质化纤维的润胀能力、可塑性较低,理论上可回用6-7次,实际上平均回用次数仅为2.4次,这就意味着二次纤维仍将成为市政固废排入环境。因此,采用何种技术手段处理角质化纤维以改善纤维的润胀能力,同时开发二次纤维高值化利用途径改变其最终成为市政固废的宿命,是目前二次纤维回用面临的挑战。纤维微纤间的不可逆氢键是引发纤维角质化的机理,开发吸附容量高、价廉易得的多孔材料是CO2捕集与封存技术发展亟需解决的问题。因此,本文提出采用可拆解纤维素氢键的碱/尿溶液处理角质化纤维,通过拆分纤维微纤间的不可逆氢键改善纤维的润胀能力,同时以此为溶剂制备废纸基纤维素固体吸附剂用于CO2捕集,为废纸的高值化利用提供新途径。具体工作如下:1.基于碱/尿溶液体系的角质化纤维修复角质化纤维经碱/尿溶液处理后,纤维木素含量降低、纤细纤维含量增加、纤维网络间贯穿的纤维素膜提供了更多的氢键结合位点以及纤维素有序结构变差,使得纤维更易于润胀,从而保水值提高;贯穿于纤维网络间的纤维素膜与纤维形成类似于钢筋混凝土的结构使得纸页力学性能提高。浆（干）浓10%、氢氧化钠浓度为1%、尿素浓度为8%、溶液预冷温度0℃、预浸12 h,后处理介质为7%的（NH4）2SO4、1500 rpm搅拌30 min的最优工艺下,所得纸浆保水值及其撕裂、抗张和耐破指数相较于未经碱/尿溶液处理的纸浆纤维分别提高54%、277%、394%和98%。2.SiO2/纤维素复合多孔材料的合成及其CO2吸附特性研究以废纸基纤维素和粉煤灰基SiO2新鲜湿凝胶为原料,以碱/尿溶液为溶剂采用“一步溶解法”合成SiO2/纤维素复合材料（CA-Si-x）,采用FTIR、FESEM、XRD、TG/DSC和N2吸附脱附等对其结构进行表征,结果表明:该法可成功合成SiO2和纤维素复合材料,材料中SiO2和纤维素通过物理作用进行复合;硅与纤维素浓度比为2.5:1是合成该材料的临界浓度,低于该浓度时复合材料的骨架结构以纤维素纤丝搭建的三维网状结构为主导、纳米SiO2球形颗粒装饰其上,材料的物理特性（如晶型结构、热特性、微观形貌、孔尺寸等）由纤维素骨架结构决定;高于该浓度时,复合材料的骨架结构由SiO2颗粒构建的结构为主导、纤维素纤丝嵌入其内,所得材料的特性（如晶型结构、热特性、微观形貌、孔尺寸等）由SiO2骨架结构决定。所制备的SiO2/纤维素复合多孔材料用于环境条件下的CO2吸附研究,CO2捕集能力依次为:CA-Si-0>CA-Si-0.5>CA-Si-1>CA-Si-1.5>CA-Si-2>CA-Si-2.5>CA-Si-3,未添加Si的全纤维素气凝胶CA-Si-0展现出优异的CO2捕集容量为3.68 mmol/g。3.废纸基全纤维素气凝胶的合成及其CO2吸附特性研究以碱/尿溶液为溶剂将旧瓦楞纸中提取的纤维素采用溶解-再生-冻干工艺制备系列全纤维素气凝胶（CA-x）,采用FTIR、XRD、FESEM、TG/DSC和N2吸附脱附等对其结构进行表征,结果表明:采用该工艺制备的CA-x仅是物理结构发生变化（如由纤维素I型变成了纤维素Ⅱ型、热稳定性变差等）,并不会改变其化学结构。相较于纯化纤维素,所制备的CA-x材料由直径小于50 nm的纤维素纤丝构建的不规则蜂窝状三维多孔网络结构,具有H3型滞回曲线的IV型吸附等温线的介孔材料,孔径范围在5-20 nm左右,比表面积在132.72-245.19 m~2/g,孔容为0.73-1.53 cm~3/g。常温常压下,CO2捕集容量在11.78-1.96 mmol/g范围内,其捕集容量依次为:CA-2>CA-3>CA-1>CA-4>CA-5>CA-6>CA-7。4.胺基功能化纤维素复合材料的合成及其CO2吸附特性研究以废纸基纤维素气凝胶（CAs）为载体,采用浸渍法将单乙醇胺、二乙烯三胺、四乙烯五胺、聚乙烯亚胺和多乙烯多胺物理固载于CAs上制备胺功能化纤维素复合材料,利用N2吸附脱附、TG/DSC、FESEM、FTIR等手段表征复合材料的物理结构,并研究其CO2吸附特性。结果表明:由于胺的介入,CAs载体的介孔孔道被胺填充,使得所制备的复合材料为无孔材料且热稳定性变差;从热稳定性和CO2捕集容量考虑,聚乙烯亚胺固载的CAs复合材料更适合于CO2捕集,100℃的吸附温度下,30%聚乙烯亚胺负载量的PEI30@CAs样品的CO2捕集量可达3.11 mmol/g。