壳聚糖来源广泛,成本低廉,具有生物相容性高,官能团丰富,降解性良好等优点,在药物释放,组织工程,废水处理等方面表现不俗。壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶同时具有壳聚糖和氧化石墨烯的优点,表面具有大量官能团,具有较强的金属配位能力,并且一定程度上克服了壳聚糖水凝胶力学性能不足的缺点。本文基于反应扩散理论,采用间断碱处理法,完成了层状结构壳聚糖水凝胶的构建,通过SEM分析了水凝胶的表面形貌,通过对其层状结构研究,阐述了壳聚糖溶液制备水凝胶过程中的反应扩散原理,采用经典Liesegang ring规律对层状结构进行分析,获得了层状结构壳聚糖水凝胶与Liesegang ring的关系。将氧化石墨烯引入壳聚糖反应扩散体系,完成层状结构壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的构建。采用SEM表征其形貌,获得了氧化石墨烯对层状结构的影响规律。研究表明,随着氧化石墨烯浓度的提高,水凝胶层数增大,层厚降低,当氧化石墨烯浓度为0.3 g/L时,层数为38,平均层厚88.80μm。分析认为,氧化石墨烯对层状结构的调控归因于氧化石墨烯降低了OH~-的扩散系数。对壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶的力学性能研究表明,氧化石墨烯作为纳米增强材料对水凝胶强度起到显著的改善作用。当氧化石墨烯浓度为1.0 g/L时,压缩强度和拉伸强度分别提升了223.78%和103.89%。这是由于氧化石墨烯的引入增加了水凝胶的致密度,壳聚糖和氧化石墨烯间存在氢键作用和静电相互作用也对水凝胶机械强度的提升起到积极作用。研究了壳聚糖/氧化石墨烯复合水凝胶对Ni(Ⅱ)的吸附机制。研究表明,复合水凝胶对Ni(Ⅱ)的吸附是以化学吸附为主的混合吸附过程,吸附速率受内扩散模型控制,且吸附质在水凝胶表面以单层排布为主,水凝胶对NI(Ⅱ)的最大吸附量为121.58 mg/g。