本文以小麦秸秆纤维素为原料研制出接枝共聚型秸秆基水凝胶和离子液体再生型秸秆纤维素/羽毛蛋白水凝胶,并将其作为制备纳米金属的模板和催化反应的反应器,用于典型纳米金属铜（Cu）和镍（Ni）的原位合成和催化还原产氢及污染物降解。主要研究内容及结论如下:1.以小麦秸秆纤维素（WSC）为骨架与丙烯酸单体（AA）在引发剂和交联剂的作用下发生接枝共聚反应并与聚乙烯醇（PVA）半互穿制得秸秆基水凝胶（WSC-g-PAA/PVA）,并作为模板负载金属离子,制备出秸秆基水凝胶-纳米金属复合物。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜、元素分析和X光射线衍射等仪器对秸秆基水凝胶-纳米金属复合物进行表征。红外光谱,扫面电镜和能谱分析表明,水凝胶对Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的吸附效果显著并且吸附的金属离子均匀的分散在水凝胶的表面,结果表明,该水凝胶对Cu（Ⅱ）和Ni（Ⅱ）的负载量分别为177 mg/g和156.1 mg/g。热重和X光射线衍射分析表明含有纳米金属的复合物的稳定性要优于原始水凝胶,水凝胶的三维网络结构也保护了纳米金属防止其氧化。2.应用WSC-g-PAA/PVA-Ni（Cu）复合物作为催化剂,催化硼氢化钠（NaBH₄）水解产氢实验,探究不同条件（催化剂种类、数量,NaBH₄初始浓度,反应温度,催化剂重复利用次数和存储时间）对产氢速率的影响。研究表明WSC-g-PAA/PVA-Ni和WSC-g-PAA/PVA-Cu作为催化剂参与反应的活化能分别为32.66 kJ mol-1和34.83 kJ mol-1,增加催化剂的数量和NaBH₄的初始浓度会加快NaBH₄水解产氢的速率;催化剂重复使用5次以及存储30天后,仍然保持较高的活性。3.应用WSC-g-PAA/PVA-Cu复合物作为催化剂,催化降解对硝基苯酚（4-NP）和氯霉素（CAP）,探究不同条件（催化剂数量,NaBH₄数量,反应温度）对4-NP和CAP催化降解速率的影响。根据Box-Behnken模型设计优化最佳实验条件,结果表明,反应温度为30℃时,使用0.07gNaBH₄在0.07g催化剂存在的条件下,4-NP的降解率为99%,反应温度为20℃时,使用0.03 g NaBH₄在0.03 g催化剂存在的条件下,CAP的降解率为90.59%。通过热力学分析,两种降解反应所需的活化能分别为17.30 kJ mol-1和21.42 kJ mol-1。结果表明制备的催化剂在催化降解4-NP和CAP方面有良好的效果。4.通过离子液体溶解小麦秸秆纤维素和鸡羽毛蛋白（CFP）制得纤维素/羽毛蛋白水凝胶（WSC/CFP）,并以WSC/CFP水凝胶为模板并制备出纤维素/羽毛蛋白水凝胶-纳米金属铜复合物（WSC/CFP-Cu）和磁性纤维素/羽毛蛋白水凝胶-纳米金属铜复合物（m-WSC/CFP-Cu）。通过红外光谱、热重分析、扫描电镜、元素分析和X光射线衍射等仪器对WSC/CFP-Cu和m-WSC/CFP-Cu复合物进行表征。结果表明,两种水凝胶对Cu（Ⅱ）离子的吸附量分别为30.83 mg/g和34.50 mg/g。红外光谱、扫描电镜、元素分析表明纳米金属铜可以均匀地分散在水凝胶的表面,吸附机理是金属离子与水凝胶中的含氧官能团和含氮官能团（羟基、氨基）结合形成络合物。热重和X光射线衍射分析表明负载金属后水凝胶的稳定性要优于没有负载金属的水凝胶,且负载在水凝胶上的纳米金属比较稳定,不易氧化。5.应用WSC/CFP-Cu和m-WSC/CFP-Cu复合物作为催化剂,催化降解邻硝基苯甲酸（2-NA）,探究了催化剂用量,2-NA的初始浓度,反应温度对2-NA降解速率的影响。结果表明随着催化剂的用量,反应温度的增加,2-NA的降解速率升高,随着2-NA的初始浓度的增加2-NA的速率先增加后下降;热力学分析结果表明,m-WSC/CFP-Cu复合物参与反应需要的活化能为46.00 kJ mol-1;结果说明,m-WSC/CFP-Cu复合物在催化降解2-NA的方面有很好的效果。