为了高效地解决土地沙漠化、工业废水污染、秸秆焚烧引发的大气污染等环境问题,本研究选用废弃的玉米秸秆为原料,合成一系列新型功能材料—羧甲基纤维素（CMC）/粘土复合基水凝胶,它不仅可以提高废弃农作物秸秆的利用价值,还能够应用于农田水分养分保持以及工业废水处理领域。实验探究了聚合反应机理和合成工艺条件,得到具有较高溶胀能力和吸附能力的新型水凝胶,并对产物进行相关的表征分析和性能检测。CMC基水凝胶的研究表明:（1）最大吸水率约为144.04 g/g,吸盐率约为30.60 g/g;（2）干燥样品表面存在一定的褶皱和孔隙,溶胀后物质内部的孔道及网络主干骨架结构更为清晰;（3）在相同浓度不同阳离子盐溶液中,其溶胀性能表现出明显的差异,吸液率的大小分别为:Na⁺>Mg²⁺>Ca²⁺>Al³⁺;于CaCl₂、AlCl₃溶液中出现过溶胀平衡现象;（4）具有较好的重复吸水能力和保水能力。CMC/有机蒙脱土（OMMT）复合基水凝胶的研究表明:（1）经过全程超声波（40 KHz）处理后,目标产物的最大吸水率约为173.08 g/g,吸盐率约为34.80 g/g;（2）溶胀后的微观形貌在显微镜下更具立体感,放大后还能观察到更为精细的结构;（3）该材料对外界不同阳离子盐溶液和温度变化表现出不同程度的响应性;（4）通过考察多种因素对染料亚甲基蓝吸附效果的影响,发现当C₀=10 mg/L,投入量为0.20 g/L,振荡速率为100 r/min,t=240 min,T=50°C时,吸附率可高达99.70%。吸附过程属于多级过程,包括外表面吸附和内部扩散,适合用准二阶动力学方程模型来描述。CMC/凹凸棒石（ATP）复合基水凝胶的研究表明:（1）最大吸水率约为396.67 g/g,吸盐率约为120.80 g/g;（2）在相同水体条件下对染料结晶紫、亚甲基蓝、孔雀石绿均具有良好的吸附效果,脱除率均达94%以上,吸附过程符合准二阶动力学方程模型;（3）当吸附剂量为0.10 g/L,C₀=600 mg/L,振荡速率为100 r/min,t=240 min,T=50°C时,吸附重金属Cu（II）量高达430.23 mg/g。描述吸附过程可用准二阶动力学方程和Langmuir等温模型,属于自发进行的吸热反应,不同温度下,△G均小于0,△S大于0;（4）该材料可循环使用,前3次的再生率均在80%以上。