γ-聚谷氨酸（γ-PGA）是一种绿色环保型高分子聚合物,具有无毒害、可生物降解、易溶于水等众多优良特性,可广泛用于农业、环保、食品、化妆品等众多行业。本文从γ-PGA的降解、发酵培养基组分对γ-PGA分子量的影响、不同分子量γ-PGA制得的水凝胶对重金属离子Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺吸附效果差异、γ-PGA水凝胶对重金属离子Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺吸附特性等方面做了研究,主要结果如下:（1）采用牛血清白蛋白（BSA）标准物质对凝胶渗透色谱（Gel permeation chromatography,GPC）系统进行校准并建立方法。通过改变培养基中葡萄糖、酵母膏、氯化钠、谷氨酸钠浓度,使用GPC测量产物分子量的变化。发现当葡萄糖浓度从30 g/L增加至90 g/L时,γ-PGA的分子量从2.51×10⁶ Da降至1.09×10⁶Da;酵母膏浓度从6 g/L增加至11 g/L时,γ-PGA的分子量从2.46×10⁶ Da降至1.60×10⁶ Da;氯化钠浓度从10 g/L增加至40 g/L时,γ-PGA的分子量从1.03×10⁶Da增加到2.13×10⁶ Da,而谷氨酸钠浓度对γ-PGA分子量变化影响较小。在所选择的各浓度梯度内,得到的产物γ-PGA的多分散系数较小而且都比较稳定。（2）采用不同的温度和pH对γ-PGA进行降解,结果表明,高温、低pH可以加速高分子γ-PGA的降解。在90℃下,分子量为5.39×10⁵ Da的γ-PGA在72 h内能降至1.98×10⁵ Da,且多分散系数较小,延长降解时间,其分子量还有继续下降趋势;在pH 1.0时,其分子量在前24 h内降解较快,分子量从5.51×10⁵Da降至1.58×10⁵ Da,且得到产物多分散性较好,延长降解时间,分子量还有继续下降趋势;进而发现在pH 1、90℃条件下,1 h内其分子量从5.56×10⁵ Da降至2.61×10⁴ Da,极大缩短了降解时间。（3）使用化学交联法,在乙二醇缩水甘油醚204交联剂的作用下,分别将分子量为40 wDa、60 wDa、80 wDa、100 wDa的γ-PGA制成水凝胶（γ-PGA-GDE）,并将其用于对重金属离子Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附。实验发现,γ-PGA-GDE对重金属离子的吸附量随着分子量的增大而增大。（4）以实验室制备的分子量为60 wDa的γ-PGA为例,研究γ-PGA水凝胶对Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附特性,采用傅立叶红外光谱及扫描电镜对所制得的γ-PGA-GDE吸附剂的特性进行分析,同时研究了吸附条件对γ-PGA-GDE吸附Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的影响。结果表明,pH为5和6利于γ-PGA-GDE对Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附,温度对其吸附Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺影响不大。γ-PGA-GDE对Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺重金属离子的吸附速率非常快,符合准二级动力学方程,其对重金属的吸附符合langmuir等温式,对Ni²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺饱和吸附量分别为90.70 mg/g、121.75 mg/g、255.54 mg/g、526.22 mg/g,与实验值非常接近。γ-PGA-GDE经盐酸洗脱可再生,再生后可循环使用6次以上,竞争吸附实验中,Pb²⁺的竞争吸附性最强,Ni²⁺的竞争性最弱。当各个离子初始浓度均50 mg/L时,四种重金属之间的竞争能力强弱依次为Pb²⁺、Cu²⁺、Cd²⁺、Ni²⁺。