环境污染物的控制治理长久以来就是困扰人类社会的重要问题,随着社会工业的发展和人们对生活质量要求的不断提高,以往的环境污染物处理技术遇到了瓶颈,例如重金属吸附技术中吸附剂容量低、难以深度处理阴-阳离子型重金属复合污染;基于自由基的高级氧化技术对氧化剂的利用率低、可能产生卤代降解副产物等等。因此,寻求创新性的环境功能材料和技术来应对不断发展的污染治理问题是十分有必要的。层状双氢氧化物（Layered double hydroxides,LDHs）是一类具有阴离子可交换性、表面酸/碱性、组成与晶粒可调控性、光学活性、热稳定性等多种理化性质的无机纳米材料,其独特的二维层状结构和多样的理化性质使其在吸附、催化领域展现出广阔的应用前景。本文灵活运用LDHs的多种性质进行环境功能设计以拟解决具体的环境问题,主要内容如下:（1）针对重金属阴-阳离子复合污染深度处理困难的问题,运用了LDHs的层间阴离子交换能力、表面基团配合能力和光催化氧化能力设计了煅烧型Mg Zn Fe-CO₃LDH（CMZF）来深度处理水中复合砷、镉污染物。初始浓度1mg/L,p H大于6的砷、镉复合污水经过处理后砷、镉浓度分别降低至4μg/L和3μg/L以下,达到饮用水级别。XRD、XPS与SEM/EDS等表征手段表明CMZF对于镉的去除机理主要包括羟基配合作用,沉淀作用;而对于砷的去除机理主要为羟基配合作用与离子交换,同时利用光辐照能有效将三价砷光催化氧化为毒性更小的五价砷。砷与镉在吸附去除过程中的主要相互作用为静电吸引,静电屏蔽与离子桥键。（2）针对自由基主导的过硫酸盐高级氧化技术可能产生有毒降解副产物的问题,运用LDHs的组成可调控性、表面金属催化能力和光催化还原能力设计了Cu Fe LDH,并将其于450℃下煅烧得到功能化催化剂Cu Fe LDO（CFO）。详细研究了CFO以光辐照作为开关来可控调节过硫酸盐的非自由基/自由基活化降解酚类污染物。电化学测试和量子化学计算表明了黑暗条件下CFO中Cu（II）位点能将吸附在表面的过二硫酸盐阴离子（PDS）极化激活,从而开启从污染物到PDS的电子转移以降解污染物;而在光辐照条件下CFO激发到导带上的光电子能最终让Fe（III）位点还原成Fe（II）,并进一步导致PDS的单电子还原产生硫酸根自由基与羟基自由基来攻击氧化污染物。该催化剂通过光照“开关”切换PDS活化机理进而调节污染物降解效率与产物,可以根据污染物的性质选择更适合的降解途径,提高了高级氧化工艺的灵活性及对污染物的适应性。