功能化凝胶材料已成为近年来的研究热点,是当前发展与研究的重点方向之一。随着纳米科技和凝胶技术的发展,纳米材料掺杂水凝胶受到了各领域科研工作者的重视。尽管基于纳米材料掺杂的水凝胶已经取得了一些进展,但是半导体纳米材料（如氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）、碳纳米管（Carbon nanotubes,CNTs）等）与水凝胶基质之间的不良相互作用仍会使凝胶的性能改善受到限制。传统的水凝胶在低于0℃时会不可避免地被冻住,失去其原有的出色性能。针对以上不足,本文开展了面向丙烯酸（Acrylic acid,AA）类水凝胶体系的碳基纳米材料掺杂的功能化水凝胶的研究工作。本文的主要研究内容如下:（1）优化投料比及反应温度,探究聚甲基丙烯酸（PMAA）水凝胶的合成工艺,确定最佳的填充比例,获得了溶胀性能良好（溶胀比为7.72）同时又兼顾力学性能（压缩应力可达306.2 KPa）的PMAA水凝胶。（2）采用改进Hummers法合成具有良好氧化性、水分散性的GO,并将其引入PMAA水凝胶体系。XRD、FTIR、SEM及热重等表征结果表明实现了GO掺杂凝胶的合成。实验表明该凝胶能够特异性去除阳离子型染料,以亚甲基蓝（Methylene blue,MB）为例,研究了该凝胶的吸附性能,结果表明该凝胶吸附剂的质量与去除率呈正相关关系,在中性环境下具有最佳吸附效果（吸附量可达119.01 mg/g,去除率可高达96.92%）。（3）采用自由基原位聚合法,通过红外灯照射合成CNTs掺杂低温保湿水凝胶,并使用万能试验机以及数字源表等对其性能进行测试。研究表明,引入甘油能够使凝胶在较大温度范围（-20℃～60℃）内保持湿润状态,即使在-20℃下存放7 d,凝胶重量仅有1%的微小损失。引入CNTs能够使凝胶的力学性能显著提高,当AA/CNTs质量比为1.5 wt%时,CNTs掺杂凝胶的压缩强度是未掺杂凝胶的1.311倍。此外50%压缩形变下,连续560次加载-卸载循环试验表明该凝胶具有良好的稳定性。同时验证了该凝胶可应用于人体活动监测,其电流变化能够反映人体关节活动,表明其具有用于可穿戴电子设备实现人体活动监测的应用潜力。