当前,全球正面临着严重的重金属和有机物污染（如有机染料、有机农药）的巨大挑战。针对具体的污染物采取合适的方法才能有效的消除污染。例如,金属材料（如铝合金和碳钢）在水下环境中很容易被腐蚀释放出Cr（Ⅵ）、Pb（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）等有毒重金属离子。如果在使用金属材料前,在其表面制备一个防护涂层,将可以从源头上避免金属腐蚀所带来的重金属污染。而针对水体中已知的有机农药一般是利用吸附、生物降解和光催化等方法去除。基于这些问题,本文从探究在人工海水中海水芽孢杆菌对5154铝合金的腐蚀行为的影响出发,提取了一种具有良好缓蚀性能的新型生物材料—可溶性胞外聚合物（s-EPS）,制备了一种ZIF-8@s-EPS复合材料,并探究其对X70碳钢的抗腐蚀性能;此外,针对水体中有机污染物的修复,本文在前期研究基础上,通过引入半导体Bi2O3,合成了一种Bi2O3@ZIF-8复合材料,探究其对马拉硫磷农药的去除效果。具体研究内容及结果如下:通过荧光显微镜和扫描电镜可以观察到海水芽孢杆菌能够附着在5154铝合金表面并形成了生物膜。该生物膜能明显抑制5154铝合金的腐蚀,由于s-EPS是生物膜的主要成分,我们推测单独的s-EPS可能会吸附在金属材料表面成膜。因此,本文进一步研究了海水芽孢杆菌的s-EPS在铝合金表面的成膜情况及其抗腐蚀性能。SEM结果表明:s-EPS能够在5154铝合金表面形成一层致密的薄膜。通过接触角测试发现,s-EPS增加了5154铝合金表面的疏水性。红外光谱表明:无菌时腐蚀产物为Al2O3、Al（OH）3、Al OOH等化合物,而有菌时,除了这些物质之外,还有Al3+与海水芽孢杆菌的分泌物形成的络合物。向人工海水中加入s-EPS后,5154铝合金表面产物也发现了Al3+与s-EPS形成的络合物的存在。电化学结果表明:海水芽孢杆菌和s-EPS均能抑制5154铝合金的腐蚀。值得注意的是,s-EPS的浓度越高,温度越低,腐蚀抑制率越大。此外,动力学结果表明:s-EPS在5154铝合金表面的吸附与Langmuir吸附等温模型一致,是放热熵减的自发反应,这表明s-EPS是通过增大腐蚀反应的能垒来减缓腐蚀。综上可知:s-EPS的产生是海水芽孢杆菌抑制5154铝合金腐蚀的一个重要因素。基于s-EPS具有良好的成膜及抗腐蚀性能,本文又构筑了一种新型复合材料ZIF-8@s-EPS,并探讨了其在碳钢表面成膜及其抑制碳钢的腐蚀性能。SEM结果显示ZIF-8@s-EPS复合材料均匀地分布在碳钢表面,且涂层的平均厚度为44.25μm。在人工海水中浸泡15 d后,无涂层的X70碳钢遭受了严重腐蚀,碳钢表面出现腐蚀坑,而以ZIF-8、s-EPS和ZIF-8@s-EPS材料作涂层的碳钢样品表面出现少量的腐蚀点。其中,在涂有ZIF-8@s-EPS的X70碳钢表面还形成了一层矿化层,最大程度地减缓了碳钢在人工海水中的腐蚀。电化学结果表明:涂层为ZIF-8@s-EPS的X70碳钢的抗腐蚀性能最好。此外,为有效去除水中有机污染物,本文进一步合成了Bi2O3@ZIF-8复合材料,并研究了其对马拉硫磷的吸附曲线及其随时间、温度的变化。结果表明Bi2O3@ZIF-8复合材料对马拉硫磷的吸附的等温线和动力学分别是Langmuir吸附等温模型和准二级动力学模型,并且这个吸附反应是吸热熵增的自发反应。Bi2O3@ZIF-8复合材料对马拉硫磷的去除率高达90%左右,可以很好地用于水中马拉硫磷的有效去除。