从印染、纺织、印刷等工业排放的染料废水是工业废水的重要组成部分,这些废水通常具有较高的生物耗氧量和化学耗氧量,而且色度高、毒性大、难降解,如果不及时处理会对水体生物和人类健康产生巨大威胁。所以开发新型高效的染料处理材料成了当务之急。本文以竹浆为原料制备了阳离子纳纤化纤维素(C-NFC)。而后,以C-NFC为载体,分别制备了C-NFC/CS气凝胶型吸附材料和N掺杂TiO2/C-NFC气凝胶型吸附-光降解一体化材料。主要研究成果如下:(1)用2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(EPTAC)对竹浆进行化学预处理后,通过高压均质得到了C-NFC悬浮液。并通过简单的烘干法将C-NFC悬浮液制备成了透明的纤维素纳米纸。通过电导滴定、FT-IR、XRD、TEM和SEM等方法对C-NFC悬浮液和纤维素纳米纸进行了表征,并研究了纤维素纳米纸的力学性能和氧气阻隔性能。结果表明:C-NFC表面三甲基氯化铵基团的含量随反应过程中加入的EPTAC的量增加而上升。并且化学预处理过程没有破坏纤维素的晶型结构,仍为纤维素I型。C-NFC的微纤化程度同样随EPTAC加入量的增加而变大,而平均聚合度则呈现相反规律。其中C-NFC1.0的直径为6.3 nm,其悬浮液和制得的纤维素纳米纸呈现较高的光透过率。C-NFC1.0制得的纳米纸的拉伸强度达160.7 MPa,弹性模量为6.5 GPa,高于C-NFC0.5的力学性能。但是C-NFC0.5的氧气阻隔性能优于C-NFC1.0,且甚至优于市场上理想的氧气阻隔材料乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)膜。(2)以C-NFC为载体,并选用环氧氯丙烷作为交联剂,通过两步冷冻干燥法制得了机械性能优异的C-NFC/壳聚糖(CS)复合气凝胶。用FT-IR、XRD和SEM等方法对其进行了表征。讨论了C-NFC和CS的质量比、溶液pH值和温度等对复合气凝胶的吸附性能影响,并对其吸附动力学和吸附等温线进行了研究。最后,考察了复合气凝胶的选择性吸附能力和吸附可再生性。结果表明:C-NFC和CS质量比对复合气凝胶的染料吸附能力影响不大,而溶液的pH值和温度对复合气凝胶的吸附能力影响显著。当C-NFC/CS=1:1,pH=7,25oC时,复合气凝胶对酸性红88的吸附量高达377 mg?g-1,是C-NFC气凝胶的1.4倍,是CS气凝胶的2倍。整个吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线,说明吸附过程以化学吸附为主,且属于单分子层吸附。该复合气凝胶还具有很强的选择吸附能力,能够分离亚甲基蓝和酸性红88混合染料。此外,其经5次循环吸附-解吸后,对酸性红88溶液的去除率依旧高达96%,并且气凝胶的结构完好无损。(3)以C-NFC为载体,分别选取硫酸钛和尿素做为钛源和氮源,通过一步水热合成法原位制备了N掺杂的TiO2/C-NFC复合气凝胶。通过TEM、SEM、EDX、FT-IR、XRD和XPS等方法对其进行了表征。研究了该复合气凝胶对甲基橙(MO)的吸附性能和光降解性能,并讨论了其吸附动力学和吸附等温线。最后,考察讨论了该复合气凝胶可重复使用性能和降解机理。结果表明:复合气凝胶中的Ti O2为锐钛矿型,且N成功地进入TiO2晶格中。该气凝胶的吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温线,说明吸附过程以化学吸附为主,且属于单分子层吸附,并且计算得到10N10Ti-NFC对MO染料的理论最大吸附量为17.6 mg?g-1。此外,复合气凝胶表现出优异的光降解性能,在90 min内对MO染料的降解率高达99.9%,且其具有优异的可重复使用性能。复合气凝胶表现出优异的光降解性能主要是因为Ti O2的带隙能由于N的掺杂而降低,从而在模拟太阳光下具备了较高的光催化活性。