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本论文以农产品加工废料中的茶渣为原料提取得到茶渣纤维素,经过酸解等处理将其转化为微晶纤维素,进行氧化改性和水凝胶的制备,并对改性产物和水凝胶进行一系列结构表征,分析其晶型结构、化学性质和热力学性质等。在应用方面进行了氧化微晶纤维素水凝胶对亚甲基蓝的吸附性能及吸附动力学和吸附等温线的研究。主要的研究结果如下:(1)茶渣纤维素,经过盐酸水解将其转化为茶渣微晶纤维素(tea microcrystalline cellulose,TMCC)。通过单因素实验和正交实验优化微晶纤维素的制备工艺。结果表明,制备的最佳工艺条件为:酸解温度95℃、盐酸质量分数8%、酸解时间90 min、料液比1:16(g/m L)。茶渣微晶纤维素得率为54.34%,聚合度为128,晶型结构为纤维素Ⅰ型,结晶度达67.77%,晶粒尺寸为3.98 nm。茶渣微晶纤维素与茶渣纤维素的化学结构一致,且结晶度明显提高,说明盐酸水解只是降解纤维素的无定形区,并没有发生其他衍生化反应。(2)用2,2,6,6-四甲基哌啶-1-氧自由基(TEMPO)氧化体系对茶渣微晶纤维素进行氧化改性制备氧化微晶纤维素(TEMPO-oxidation of microcrystalline cellulose,OMCC)和氧化纳米纤维素(TEMPO-oxidation of nanocrystalline cellulose,ONCC),考察主氧化剂用量以及超声水浴辅助对氧化产物的影响,结果表明,采用7.3 mmol/g和9.7mmol/g NaClO分别制备得到的OMCC和ONCC具有较高得率和羧基含量。在离子液体中溶解再生氧化微晶纤维素将其制备成水凝胶,对比研究不同原料配比对产物水凝胶的影响,结果表明,1%TMCC+3%OMCC的原料配比制备得到的氧化微晶纤维水凝胶具有较好的凝胶强度和较高的羧基含量。采用一系列现代检测手段对三种产物进行表征分析,结果表明,在TEMPO氧化体系中能选择性将微晶纤维素分子上C6的伯羟基氧化为羧基而不影响C2,C3的仲羟基;OMCC在离子液体中溶解再生形成水凝胶后,晶型结构由纤维素Ⅰ型转变为纤维素Ⅱ型;三种产物的热稳定性均低于TMCC,但仍比较稳定,初始降解温度均在200℃以上,可用作良好的耐热复合材料和吸附材料。(3)以氧化微晶纤维素水凝胶为吸附剂研究其对亚甲基蓝的吸附性能,对比分析水凝胶用量、亚甲基蓝溶液pH及其初始浓度、吸附温度及吸附时间对亚甲基蓝吸附效果的影响。结果表明,在水凝胶用量0.01 g,反应温度为30℃,亚甲基蓝溶液pH为中性,初始浓度为100 mg/L的条件下进行90 min的吸附,能达到最好的吸附效果,平衡吸附容量为171.83 mg/g,吸附率高达90.21%。氧化微晶纤维素水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程符合准二级吸附模型,其线性相关系数高达0.999;Langmuir等温吸附模型对吸附过程的拟合结果最好,30℃下的理论饱和吸附容量为238.10 mg/g。说明茶渣微晶纤维素在经过TEMPO改性后引入了羧基基团,由其制备而得的水凝胶具有较强的吸附性能,可作为一种新型吸附剂应用到染料废水的处理中。