石墨烯基纳米复合水凝胶是指一类将石墨烯及其衍生物类纳米材料结合到水凝胶中所制备出的杂化水凝胶,该类水凝胶具有单一水凝胶材料所不具备的新性能,如高的机械强度、良好的热性能和近红外光（NIR）热响应性能等,在药物缓释、生物传感器、水净化处理、微流体开关、超级电容器、组织工程、生物仿生材料及催化剂载体等多项领域展现出了广阔的应用前景。石墨烯基纳米复合水凝胶通常是通过自组装法、溶液法或原位聚合法制备,但是由于石墨烯分子间较强的范德华力和疏水相互作用导致其易在溶液中发生团聚,制备的复合水凝胶内部各成分易分布不均。制备过程中残留的有毒单体、溶剂、交联剂等各组分会降低制备的水凝胶的生物相容性。因而这些方法制备的石墨烯基纳米复合水凝胶无论是作为药物释放载体,还是水净化处理材料,都存在不可忽视的弱点。酶催化交联法可以在温和的条件下通过强共价键催化交联聚合物形成水凝胶,反应速率快,具有高的化学选择性、区域选择性和立体选择性。辣根过氧化酶（HRP）由于其高活性和高稳定性被广泛应用于酶催化交联法制备水凝胶。将温敏性水凝胶与光热响应的石墨烯类材料复合制备的光热响应性纳米复合水凝胶以NIR作为智能响应控制开关,是一种理想的药物控制释放载体。本文第一部分以pluronic F127功能化的氧化石墨烯（Plu-GO）作为光热元件,将其分散于酪胺改性的透明质酸（HA-Tyr）溶液中,通过HRP和双氧水（H₂O₂）酶催化交联反应合成了光热响应纳米复合水凝胶（HA-Plu-Tyr-GO）。该体系可在生理条件下100s内实现快速凝胶,且可通过控制HRP、Plu-Tyr、H₂O₂和GO含量来控制凝胶化时间和凝胶结构等。复合水凝胶显示出强的吸水性,常温下溶胀比可高达25。流变学分析显示当HA-Plu-Tyr-GO水凝胶组分中的GO含量由0.05%增加到0.1%时,其储能模量（G?）高达2350 Pa,即使频率增加,该水凝胶内部结构不会遭到明显的破坏。装载盐酸拓扑替康（TPT）的HA-Plu-Tyr-GO水凝胶在不同的pH条件下,最终的药物释放率可高达95%以上。HA-Plu-Tyr-GO水凝胶具有良好的光热响应性,在NIR辐照下可在50 min内由室温升至55.1℃。在NIR辐照控制下,4 h内TPT释放率可从无NIR辐射时的20%增加到80%以上。证明了该HA-Plu-Tyr-GO纳米复合水凝胶可利用对人体无害的NIR照射来实现光热响应的控制释放。染料废水处理是重大的环境问题,生物酶催化可以迅速催化染料脱色且条件温和,但是直接使用游离酶处理染料废水时酶易失活,且不易分离重复性差。固定化酶可保持酶的催化活性,提高其稳定性、重复使用性,易于从废水中分离。高分子水凝胶具有良好的亲水性、酶相容性和网络结构可调性,可为酶的催化反应提供亲水和无毒的环境,是理想的固定化酶载体。本文第二部分结合离子交联法和HRP/H₂O₂酶催化交联反应制备出原位吸附与包埋酶的双交联的氧化石墨烯/海藻酸钠纳米复合微凝胶（SA-Tyr-GO）。以刚果红作为偶氮染料模型,研究了温度、pH、染料初始浓度、H₂O₂浓度对固定化酶活性的影响。该固定化酶明显地改善了HRP的热稳定性和酸碱适应性,在游离HRP几乎完全失活的极端条件下（pH 2或70℃的情况下）,固定化酶仍可保持有40%左右的脱色率。考察了不同条件下固定化酶体系对刚果红的吸附动力学、吸附曲线和降解动力学。该固定化酶体系具有良好的重复使用性能,可应用于染料废水的高效脱色与降解,在150 min内染料的脱色率高达82%,且具有优异的重复使用性,经过12个循环使用周期后脱色率仅仅下降了17%。这种结合了GO对酶的高效吸附和酶催化交联微凝胶对酶的无损害包埋构建的SA-Tyr-GO水凝胶可实现对染料的高容量吸附和高效降解。