木质纤维素是一类储量丰富的可再生资源，被认为是未来环保材料、替代能源和绿色化学品的理想原料之一。本论文从木质纤维素的绿色分离工艺出发，探讨了离子液体预处理对分离效率和产物结构的影响；以纤维素为主要原料，经过化学处理，制备了一系列纤维素基材料，如水凝胶和增塑膜等。论文详细讨论了不同添加剂和制备方式对纤维素基材料机械性能、热稳定性、表面性能和化学性质的影响。本论文主要的研究内容如下：（1）以竹粉的离子液体AmimCl溶解再生为预处理，利用0.5M NaOH水溶液和1.0M NaOH70%乙醇水溶液对再生原料进行连续碱抽提，实现木质纤维素三大组分的有效分离。该工艺可分离出纯度较高的木质素（仅含2.19–3.83%多糖）、半纤维素和纤维素（92.02-93.88%葡萄糖）。核磁共振分析表明，从竹粉分离得到的木质素组分主要为S-G-H型，半纤维素组分的主要结构为4-O-甲基-葡萄糖醛酸-阿拉伯糖-木聚糖。AmimCl预处理后，木质素和半纤维素发生一定程度的降解，半纤维素的部分侧链发生断裂，并且各分离组分的得率降低。（2）采用冻干、球磨、碱化和溶解再生等工艺对棉短绒进行预处理，通过硫酸水解和TEMPO氧化制备了具有不同结晶性能和形貌的纳米微晶纤维素（CNCs），并对预处理工艺与CNCs性能间的关系进行了详细讨论。研究发现，碱化和溶解再生预处理能大幅提高棉短绒的可及度，制备的CNCs更趋球状。以再生棉短绒为原料时，TEMPO氧化是更优的CNCs制备工艺，其CNCs的结晶度和得率均比硫酸水解CNCs更高，且粒径均一性更强。（3）实验将CNCs作为交联剂和填充剂，在其表面引入可交联基团，采用自由基共聚的方式制备高拉伸性能的聚丙烯酰胺水凝胶，重点讨论了CNCs表面性质对水凝胶性能的影响。研究发现，表面TEMPO氧化改善了CNCs在水溶液中的分散性能。在CNCs表面引入更高链长的可交联基团时，CNCs交联聚丙烯酰胺水凝胶网络拥有更高效的能量耗散系统和更大的自由活动性，赋予了水凝胶更优异的拉伸性能和吸水能力。实验表明，通过选择不同表面性质的CNCs作为水凝胶的增强材料，可以有效地对CNCs交联水凝胶的机械性能进行调控。（4）实验以环氧大豆油为增塑剂，制备了全生物质的乙基纤维素增塑膜。对比传统增塑剂（如邻苯二甲酸二丁酯和柠檬酸三乙酯），环氧大豆油具有更强的憎水性和更高的分子量，能与乙基纤维素产生较强的分子间作用力，从而赋予乙基纤维素膜更优越的物理性能、热稳定性和气体阻隔性。特别地，在环氧大豆油添加量为15-25%时，其增塑膜具有明显的性能优势，在食品、包装和医药等领域拥有广阔的应用前景。此外，研究还使用轻度交联、热处理、热压处理、紫外处理等方式对环氧大豆油增塑的乙基纤维素膜进行后处理。结果表明，低温热压处理后的增塑膜拥有更优异的物理性能，适合制作耐久的常规包装材料。乙二胺交联剂加入量为5%时，增塑膜具有更高的拉伸强度和水气阻隔性，但耐折度有一定程度的损失，适合作为对阻水性能要求较高的特殊材料。