寻找环境污染物的高效催化降解途径是解决我国当前严峻环境问题的有效手段。本论文以具有规则孔道结构的多孔蛋白质晶体材料、扩散阻力小的天然多孔海绵为模板,在孔道中原位还原制备金属纳米材料,优化影响催化性能的操作条件,开发新颖反应器,实现污染物的快速催化降解。在零价纳米铁合成和脱氯反应系统中引入天然多酚类物质,合成粒径较小的高活性零价纳米铁材料,并利用多酚和铁离子的络合作用,抑制铁离子在纳米颗粒表面的沉淀,解决了传统零价铁材料的脱氯活性易受铁离子沉淀影响的难题,实现了氯化物的持续快速脱除。本论文主要研究内容如下:（1）以两种尺寸的交联溶菌酶晶体为模板和还原剂,在碱性条件下原位生长金纳米颗粒。考察复合材料中金纳米颗粒的粒径分布与催化性能,揭示溶菌酶晶体尺寸和金负载量对金纳米颗粒的粒径和催化性能的影响规律。结果表明:较小的溶菌酶晶体有利于合成粒径分布均一的纳米颗粒;金负载量越大,合成的金纳米颗粒粒径越大。尺寸较大的溶菌酶晶体内部扩散阻力大,导致其所负载的金纳米颗粒催化性能较弱。此外,提高金负载量会增加溶菌酶晶体孔道的填充率,也会增加扩散阻力,降低催化性能。（2）以扩散阻力小、具有多孔结构的天然海绵为载体,利用碱水解处理,增加表面羟基含量,用于金属纳米颗粒的负载生长,获得具有高催化活性的小粒径金银纳米颗粒。利用海绵独特的可压缩物理特性,选用新型的注入-挤出反应形式,设计以海绵复合材料为自带催化功能的可变形反应容器,实现对硝基苯酚、重铬酸钾、有机染料等环境污染物的快速催化降解,或将其作为具有催化功能的填料填充于持续流反应器中,实现对硝基苯酚的快速、连续催化降解。（3）以原花青素、单宁酸等天然多酚物质为稳定剂和铁离子络合剂,通过优化各种反应条件,合成了具有高效脱氯性能的铁钯纳米材料。结果表明:原花青素、单宁酸可与铁离子高效络合,抑制反应产生的铁离子在纳米颗粒表面沉淀,防止铁钯纳米颗粒因表面被覆盖而失去脱氯活性,从而保障其高效脱氯活性的持续性。进一步发现,多酚分子稳定合成的铁钯纳米材料,可以在广泛p H范围下实现对氯苯酚的持续、高效降解,大大拓宽了铁钯纳米材料的适用条件。此外单宁酸稳定的铁钯纳米材料还实现了氟苯尼考的持续、高效降解,拓宽了该脱氯系统的适用范围。