纤维素基生物吸附剂因其天然可再生、环境友好和成本低廉等优势，在污水处理领域展现出广阔的应用前景。这类吸附剂以植物纤维为骨架，通过物理改性或化学接枝赋予其特定官能团（如羧基、氨基和羟基），从而实现对重金属离子、有机染料及抗生素等污染物的高效捕获。其作用机理主要涉及表面络合、离子交换、静电吸引和孔隙填充等多重效应：纤维素分子链上丰富的含氧官能团可与重金属形成稳定的配位键；带正电的季铵化纤维素能通过库仑力吸附阴离子污染物；而三维网络结构则提供巨大的比表面积，使微孔吸附效应显著提升。最新研究表明，经纳米纤维素晶体改性的吸附剂对Pb²⁺的饱和吸附量可达398.7 mg/g，其动力学过程符合准二级模型，热力学分析表明吸附为自发放热反应。通过X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱表征证实，Cd²⁺的吸附主要依赖于纤维素表面羧基的离子交换作用，吸附率在pH=6时达到98.2%。此外，纤维素基气凝胶吸附剂因其可回收特性，在连续流实验中仍能保持85%以上的污染物去除率，为工业废水处理提供了绿色解决方案。当前研究正聚焦于开发智能响应型纤维素材料，通过引入温敏或pH响应基团，实现吸附-脱附过程的精准调控。