近年来,工业废水、生活污水排放的大量增加,不仅使水资源环境遭受了严重污染,同时通过不同途径的传播也对人体健康造成了危害。尤其是一些废水中的染料废弃物、酚类等有机污染物不仅毒性大,还具有良好的生物蓄积性和持久性,已经成为水生环境中的一个严重问题。为了有效的解决这一环境问题,各种具备吸附、降解性能的新型复合材料逐渐被研究人员开发利用。其中氧化石墨烯、海泡石矿物材料、各种金属框架沸石材料因含有丰富的活性基团、大的比表面积,可以通过活化与不同的表面修饰得到具有高效吸附性能的新型复合材料。但是,单一的物理吸附存在容易达到吸附饱和、吸附不彻底等缺陷,不能对废水中的污染物实现完全去除。针对这一难题,本文引入微生物恶臭假单胞菌,将其通过固定化作用与纳米复合材料相结合,在吸附材料达到处理饱和后,负载的微生物能发挥自身的降解能力,利用单一的吸附效应与生物降解共同作用,实现对废水中有机污染物的完全降解。(1)针对印染废水污染中偶氮染料的降解处理问题,本文通过水热法将氧化石墨烯制备成具有宏观形貌的气凝胶(GA),利用逐步策略将铁金属框架(MIL-100)负载到GA表面,提高了GA对偶氮染料AO10的去除能力。并且,引入恶臭假单胞菌Pseudomonas putida,作为去除AO10偶氮污染的菌株,将其与活化处理后的GA/MIL-100(Fe)通过化学键结合的方式进行固定,形成对AO10污染物具有完全降解能力的新型生物复合材料。处理结果表明,固定P.putida的GA/MIL-100生物复合材料分别在14和26小时内能使初始浓度为50和100 mg/L的AO10溶液完全去除,而且在多次重复利用后,对AO 10的去除率仍能达到100%。(2)苯酚污染源的排放使水环境遭受了严重的污染,针对酚类污染源问题,本文通过酸改性的化学手段对海泡石进行处理,并通过室温老化将沸石骨架ZIF-8与海泡石CASEP进行复合,实现对苯酚污染物的高效处理。同时,通过化学键合的作用,将能有效降解苯酚有机污染物的微生物Pseudomonas putida与CASEP/ZIF-8进行结合,以实现对酚类污染物的完全去除。研究表明,固定微生物的CASEP/ZIF-8生物复合材料对于浓度为10和20 mg/L的苯酚,在13和24小时内可以使其去除完全。而且,这种生物复合材料可以通过离心进行收集,实现重复利用。(3)针对偶氮染料废水污染的高效处理,本文利用水热与煅烧法将四氧化三钴(Co3O4)与处理后的碳布进行结合,制备了一种对偶氮污染源具有高效处理能力的纳米吸附物质CC/Co3O4,该复合物的BET表面积大、净化效应强、环保无毒害,能作为微生物Pseudomonasputida生长的优良载体。而且,P.putida对偶氮染料AO10具有降解效应,与微生物结合后的纳米复合物CC/Co3O4能提高对污染物AO10的处理能力,在12和24小时内能使50 mL、浓度为50和100 mg/L的AO10溶液去除完全,对污水中偶氮废物的降解具有较高的处理能力和应用潜能。