目前,随着化工工业技术行业的持续发展,环境污染问题日益严峻,特别是有机含Cr(Ⅵ)废水,对环境和人体身心健康的危害极大。研究工作者为了研究重金属Cr(Ⅵ)污染的去除,研究发展了一系列新型的制备技术来合成功能纳米吸附材料。该纳米吸附材料相对于传统的块状材料有很多新型的特征,例如,有专一的选择吸附性和光催化特性,除此之外制备的纳米材料表面富含有丰富的活性化学基团,使其化学性质非常活泼,可以通过一系列的化学修饰等策略得到功能化微纳米复合材料,从而使其具备多种功能。所以,探究新型多功能化吸附纳米材料在环境中的应用成为科研工作者研究的焦点和热点之一。本文通过合成一系列新型的功能纳米吸附材料并对材料加以修饰形成多功能的复合材料,提高对水环境中含Cr(Ⅵ)有机废水的高效吸附去除。但是,单一物理吸附不能彻底解决污染问题,吸附法在其本质上存在一些限制,针对这种问题,本文将该功能纳米吸附材料和微生物降解联系以及光催化协同作用等,从而达到吸附降解的双重目的,完成对含Cr(Ⅵ)废水的彻底去除。(1)针对水体中较难去除的有机物N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和重金属Cr(Ⅵ),首先通过文献报告改性Hummers氧化的方法制备氧化石墨烯(GO),然后通过自由基共聚的方法将单体甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸正丁酯(BMA)修饰到氧化石墨烯的表面从而制备一种具有选择性吸附的新型的功能纳米复合材料,该材料有较大的比表面积,可以提高对重金属Cr(Ⅵ)和DMF的吸附能力。同时利用铜网这个常见低成本载体制作一个简易的柱状模型,然后通过不断超声涂层的方法将制备的功能纳米复合材料负载到铜网表层,之后将用于降解DMF(Paracoccus denitrificans)和Cr(Ⅵ)(B.subtilis)的微生物投放进去,利用热溶胶枪封口从而将微生物关进“笼子”,该模型可以有效的处理DMF和Cr(Ⅵ)。实验结果显示,通过这种战略可以在6 h和9 h对初始浓度500 mg/L和100 mg/L的彻底去除。并且,该模型可以防止微生物的流失,通过三次循环利用后,这种方法仍然保持100%的去除效率。(2)工业和纺织行业的快速发展,加之人们环境保护意识的淡薄,随之而来的是严重的环境污染,其中偶氮染料废水和重金属的排放,给人类的生态环境造成了巨大的灾难。针对上述陈述的焦点问题,本论文通过层层自组装的方法制备了一种可以进行磁性分离的核壳纳米材料Fe3O4@MIL-100(Fe),该材料有良好的生物相容性,对微生物毒性小,并且拥有良好的选择吸附能力,经过生物活化后可以将该纳米材料均匀的负载到微生物的表面从而达到对水体污染物的吸附和彻底降解,同时通过更换不同类型的微生物可以达到降解不同类型污染物的目的。本文以偶氮染料废水作为模型进而研究,实验结果表明,Fe3O4@MIL-100(Fe)有很强的吸附能力,初始浓度为25 mg/L和50 mg/L的染料降解只需要15 h和25 h,相比游离微生物的降解效率有很大的提升。除此之外,这种磁性纳米粒子复合物材料可以在外加磁场的作用下分离,有良好的循环效果,简易回收和重复利用。(3)针对微生物降解重金属Cr(Ⅵ)效率低的问题,本文通过水热合成的方法制备了球状的Ti O2颗粒,经过碱性水解从而得到比表面积更大的钛酸纳米带(UHTNs),通过再次水热在UHTNs表面负载一层Sn S2从而制备出具备异质结结构的纳米吸附材料UHTNs@Sn S2。该纳米材料可以延长电子-空穴再次结合的时间并且可以显著降低该催化剂的禁带宽度使其在可见光有良好的吸收域,从而提高光催化的时间进而提高光催化降解Cr(Ⅵ)的能力。研究表明,UHTNs@Sn S2呈现出对Cr(Ⅵ)非常好的光催化还原效果,对初始浓度为50 mg/L Cr(Ⅵ)溶液只需要25 min就可以将其完全还原,从而丰富并且促进研究工作者进一步对降解Cr(Ⅵ)的研究。