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半乳甘露聚糖是一种来源广泛的农林多糖资源,由于它们具有良好的生物相容性、无毒及可生物降解的特性,被广泛的应用于食品、化妆品、油气开采和制药等行业中。近年来,探索新的植物性来源的原料并将其用于产品开发是一种新趋势。利用半乳甘露聚糖开发新型功能材料不仅具有重要的研究价值,而且有良好的应用前景。本文充分利用半乳甘露聚糖分子结构和理化特性,制备了多种功能型半乳甘露聚糖水凝胶,并研究了相关水凝胶的药物缓释作用、对人工尿液的吸收能力以及对刚果红、亚甲基蓝和金属离子的吸附性,以期实现半乳甘露聚糖高值化利用。主要结论如下:以半乳甘露聚糖为原料,在碱性条件下与1,4-丁二醇二缩水甘油醚（BDDE）交联,制备了一种新型环氧交联半乳甘露聚糖水凝胶（EGH）。探索EGH制备条件对其性能的影响规律,构建了基于压缩强度、溶胀率（ESR）、再吸水性（WU）及热稳定性的评价体系对EGH的性能进行分析。半乳甘露聚糖用量的增加能够显著提高水凝胶的机械强度和稳定性,最大机械强度和最大吸水率分别为156 Bloom g、105.3 g/g。建立了WU/ESR比值模型,用于评价EGH网络结构的稳定性。水分子和牛血清蛋白在EGH网络中的扩散速率均与WU/ESR值呈正相关,扩散过程均为Fickian扩散,EGH无明显细胞毒性,是一种潜在的药物缓释材料。以半乳甘露聚糖为原料,通过自由基交联引入乙烯基Si O2微球,成功制备了半乳甘露聚糖/丙烯酰胺/Si O2微球复合水凝胶（GASHs）。半乳甘露聚糖不仅能够提升水凝胶的韧性,而且使Si O2微球长时间均匀的分散在水凝胶前驱体中。乙烯基Si O2微球通过共价键被键入水凝胶网络,显著提升了水凝胶的压缩强度和比表面积,最大值分别为60.1 k Pa、8.98 m~2/g。GASHs能显著延长布洛芬（IBP）的释放时间,水凝胶中的-OH和-NH2对IBP的释放速率和平衡释放率有显著的影响。布洛芬的释放过程符合Baker-Lonsdal模型,为球形扩散模式。GASHs对布洛芬的释放具有p H敏感性,在p H 2.0和7.4的溶液中达到释放平衡所需时间分别为80 h和18 h,释放由球形扩散模式转变为溶蚀型,但对累积释放率无影响。以半乳甘露聚糖为原料,通过醚化反应制得季铵基半乳甘露聚糖（QAG）和羧甲基半乳甘露聚糖（CMG）,并以QAG和CMG为原料,用环氧氯丙烷（ECH）作为交联剂制备了三种半乳甘露聚糖基聚电解质水凝胶（PGHs）,分别为:聚阳离子水凝胶QAG gel、聚阴离子水凝胶CMG gel和聚两性电解质水凝胶QAG/CMG gel,其中QAG/CMG gel既有化学交联又有物理交联。PGHs具有强的吸水性能和保水性,吸水量最高可以达到321.9 g/g,在20℃、90%湿度的环境中储存14天后仍含有15%的水分。PGHs表现出p H和离子敏感性,人工尿可以破坏QAG/CMG gel中的物理交联。冻干PGHs对人工尿最高吸收量为80.5 g/g,是市售超吸收剂的2倍,吸收5 min即可达到最大吸收量的60%。半乳甘露聚糖基聚电解质水凝胶（PGHs）对刚果红（CR）和亚甲基蓝（MB）有良好的吸附性能和选择性。PGHs对CR的吸附量随QAG含量的增加而增加,对MB的吸附量随CMG含量的增加而增加。其中,QAG gel对CR有选择性（最佳p H=11）,CMG gel对MB有选择性（最佳p H=7）,调节p H值可以实现选择性吸附,吸附曲线在36 h内达到平衡,并符合拟二级动力学模型,颗粒内扩散参与了吸附过程。低温有利于CR在QAG gel上的吸附,吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量为1441mg/g。升高温度有利于MB在CMG gel上的吸附,吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附容量为94.5 mg/g。经过5次吸附-解吸循实验后,QAG gel和CMG gel对染料的吸附容量仍保持在90%以上。以羧甲基半乳甘露聚糖（CMG）为原料,引入聚乙烯亚胺（PEI）,分别以BDDE和ECH为交联剂制备了两种均具有化学交联和物理交联的CMG/PEI水凝胶,分别为CMG/PEI-BDDE和CMG/PEI-ECH水凝胶。CMG/PEI-BDDE水凝胶的压缩强度和热稳定性高于CMG/PEI-ECH水凝胶,最高压缩强度为36.3±1.0 k Pa,最高溶胀率为122.6±2.4 g/g,冻干水凝胶的压缩强度显著提高到174.9 k Pa。水凝胶的表面带正电荷,CMG/PEI比值决定了水凝胶表面的电荷性。CMG/PEI水凝胶对Cr6+、Fe3+、Cu2+和Pb2+四种金属离子吸附量受到CMG/PEI比值、交联剂种类和p H的影响。CMG/PEI-BDDE水凝胶对四种金属离子的吸附符合伪二级动力学模型,吸附过程是通过化学吸附来控制的,升高吸附温度有利于吸附,吸附等温线符合Langmuir模型,最大吸附量分别为333.8 mg/g、37.7 mg/g、167.6 mg/g和337.3 mg/g。水凝胶对四种金属离子的吸附过程均是吸热的,其中既有物理吸附也有化学吸附,而且是熵驱动的。