智能水凝胶凭借其独特的刺激-响应机制、可逆体系的多样性等特性,成为了当前药学与化学领域的研究热点之一。基于天然高分子原料合成的智能水凝胶具有良好的生物相容性和生物利用度。在药物载运方面,纤维素基凝胶的亲水性限制了其对疏水性药物的载运,因此可以引入具有截锥形疏水空腔的β-环糊精(β-CD),在克服β-CD的溶解度低和对药物释放难控性的同时,用于提高疏水性药物溶解度、稳定性及生物利用度。在污水处理方面,纤维素及其衍生物具有来源广,价格低,良好的环境友好性等优点,结合β-CD空腔对尺寸在0.59 nm左右的苯酚等芳香类有机分子的自发包结作用,该类水凝胶可适合用于处理低浓度含酚废水。现有的智能水凝胶多用合成聚合物制备或者用到有毒的交联剂,影响了其应用。本论文利用静电自组装原理,使阳离子β-CD与羧甲基纤维素(CMC)形成一种新型的pH敏感水凝胶,研究了各种组装条件对于凝胶中β-CD含量的影响以及水凝胶的其他性能,并将其用于疏水性药物的控制释放和废水中苯酚的吸附,探究药物释放动力学和吸附动力学等。首先,采用半干法制备阳离子β-CD,并将其与羧甲基纤维素在水中进行静电自组装来制备水凝胶。结果表明,在一定范围内,随着阳离子醚化剂用量的增加,阳离子β-CD的取代度逐渐提高。用MTT法验证其无毒性,具有良好的生物相容性。通过FT-IR分析,证实了 CMC/阳离子β-CD水凝胶形成的驱动力为静电自组装。通过TGA分析,水凝胶比起CMC膜的热分解温度有所提高,说明其热稳定性能有所提高。CMC/阳离子β-CD水凝胶表现出pH敏感性,随着pH的增加,溶胀率有所减小。微观形貌在不同pH下也有明显差异,变化趋势与溶胀行为相符,是因为交联层厚度及CMC链之间的静电斥力发生变化,凝胶溶胀率随着pH的增大开始减小,同时凝胶结构随pH增大而变得更加致密。在组装时间为9 min以上、阳离子β-CD取代度为0.41、质量分数40%条件下,组装体中CD含量最高,但水凝胶强度随着组装的阳离子β-CD取代度的增高而增大。其次,对CMC/阳离子β-CD水凝胶对药物的负载和缓释进行了研究。选择以疏水性氯霉素为模型药物,对其最大载药量为215.33 mg/g。载药实验结果说明水凝胶载药量与其β-CD含量成正比。体外模拟药物释放实验表明,CMC/阳离子β-CD水凝胶对氯霉素具有明显的缓释作用,在中性条件下的药物释放速率低于酸性条件。采用Korsmeyer-Peppas模型对药物释放过程的动力学数据进行拟合,在pH 4和6的缓冲液中符合Quasi-Fickian机理,而在pH 7的缓冲液中符合Non-Fickian机理。最后,研究了水凝胶对污水中苯酚的吸附性能。结果表明,在溶液pH为6、吸附时间为24 min以上、初始浓度70 mg/L时,水凝胶对苯酚的吸附量最大,可达到19.04 mg/g,水凝胶对苯酚的吸附符合准二级动力学模型,水凝胶对苯酚的吸附等温线符合Freundlich模型。