细菌纤维素是一种天然高纯度、高聚合度的化合物,干燥后的细菌纤维素具有质量轻、孔隙率高、力学性能优良的特点,这些优良性质让其在众多复合功能材料的研究中变的非常具有潜力。提高产能是细菌纤维素自发现以来的一个非常重要的研究方向,本文在对发酵培养基等条件进行优化的前提下,改用气升罐进行扩大化生产。针对气升罐生产的特点,利用Plackett-Burman选取影响发酵产量的主要因素:通气量、接种量、罐压。再利用响应曲面法找到三种主要影响因素的最优值,结果显示,当通气量为1.68 Nm3h-1,接种量7.3%,罐压0.057 MPa时,我们可以从每升发酵液中获得干细菌纤维素量为3.63g。凹凸棒状粘土是一种天然的矿土,其拥有优良的吸附、离子交换、催化等性质,同时相对稳定的化学性质为凹凸棒状粘土和其材料的复合提供了可能。采用静态、改性静态和动态三种不同的方式对细菌纤维素和凹凸棒状粘土进行原位复合,并用扫描电镜、傅立叶变换红外、X射线光电子能谱、热重和X射线衍射对复合之后的材料进行复合效果的分析比较。结果显示,在三种不同的复合条件下,只有动态培养能够将两种不同的材料进行较优的复合。在对凹凸棒状粘土进行酸化和增加发酵液粘度的改性后,能够将少量的粘土负载于细菌纤维素之上。普通的静态原位复合则基本不能将两者复合。通过动态培养获得的凹凸棒状粘土/细菌纤维素气凝胶,被用于研究其对水体中的重金属离子Pb2+吸附。我们研究了时间、温度和pH对吸附效果的影响,在吸附时间达到60分钟后,吸附效果较为理想,同时我们还发现,在温度处于0-100℃,pH介于5.0-8.0之间时,降低温度,提高pH可以提高吸附率。吸附动力学研究显示,材料对于Pb2+吸附过程满足准二级动力学方程,热力学吸附基本符合Freundich吸附方程。说明材料对Pb2+的吸附属于一种发生在非均一表面上的吸附作用,吸附过程是物理吸附和化学吸附共存的。细菌纤维素为复合气凝胶中的凹凸棒状粘土提供良好的力学支撑,简化回收再利用过程。利用加热和碱洗脱五次后,材料对Pb2+的吸附率能够保持在85%以上。