目前，人类正面临着能源日益短缺、环境污染日益严重的全球性问题，因此，人们越来越重视可再生资源的有效利用。纤维素作为取之不尽的天然高分子材料，具有来源广泛、储量丰富、可再生、密度低、价格低廉、生物相容性等优点而备受关注。有效开发天然纤维素资源有利于缓解资源浪费的现状以及解决能源短缺、环境污染等问题，其中纤维素基水/气凝胶因其优异的性能，在医疗，电子和传感等领域体现了极高的研究价值和潜在的应用价值。本文以棉浆粕作为纤维素原料，采用经济、环保的简单工艺，纤维素与高分子通过共价键以及氢键作用进行交联，制备纤维素基水凝胶和复合膜，并探究了纤维素基水凝胶在导电、传感材料方面的应用，以及纤维素基复合膜在超级电容器隔膜及便携式的柔性微型超级电容器方面的应用。　　1.纤维素基水凝胶及复合膜的制备和性能研究　　采用高分子交联纤维素的方法制备多重交联的自愈合纤维素基水凝胶。刚性的纤维素骨架与柔性的聚丙烯酰胺网络通过小型聚合物分子多巴胺的桥连作用形成互穿网络。主要研究了纤维素含量以及多巴胺和丙烯酰胺的配比对纤维素水凝胶机械性能的影响。结果表明，两者协同影响水凝胶的孔结构和孔尺寸，并影响水凝胶的性能。制备的纤维素水凝胶具有良好的机械性能，最大拉伸强度达到52KPa，伸长率达到92％。同时，将水凝胶转化为复合膜，其最大拉伸强度达到59MPa，最大热分解温度达到326℃。　　2.纤维素水凝胶作为导电材料的应用研究　　将制备的纤维素/聚多巴胺/聚丙烯酰胺水凝胶水洗至中性，随后浸泡在50mmol/L的氯化铁溶液中，制备Fe3+功能化的水凝胶。将水凝胶和Fe3+功能化的水凝胶分别连接LED灯，结果表明，Fe3+功能化的水凝胶连接的LED灯更加明亮。同时，在手指弯曲传感测试实验中，随着手指弯曲程度不同表现出电阻变化。而且，水凝胶初始电阻约是Fe3+功能化的水凝胶初始电阻的3倍，因此，纤维素水凝胶在人体健康检测方面展现了应用前景。　　3.纤维素基复合膜作为超级电容器隔膜的应用研究　　以活性炭材料为电极，纤维素/聚多巴胺/聚丙烯酰胺复合膜为隔膜，6M KOH溶液为电解液，组装了双电层超级电容器。结果表明，在电流密度为1A g-1时，电容器的电容量最高达到171.8F/g，而且循环10000次，电容量存留率最高达到88.5％。同时将纤维素基复合膜作为基底负载活性炭制备柔性超级电容器。研究表明，扫描速率为10mV s-1，面积电容量达到67.3mF cm-2，体积电容量达到89.7F cm-3。由于膜具有均匀的三维孔结构、高的孔隙率保证了离子传输的通道;以及纤维素大量的羟基有利于提高KOH电解液的存留率和离子导电率，两者共同作用确保超级电容器的电化学循环稳定性。因此本文制备纤维素基复合膜为超级电容器隔膜提供了更多选择。