染料废水色度高、有机物成分复杂、致癌性强且难以降解,未经处理直接排放会对环境造成不利影响。现有处理方法如吸附、絮凝沉淀、超滤膜和催化降解等方法中,催化降解法应用最为广泛,但这依赖于新型高效催化剂的开发。本文通过Shewanella oneidensis MR-1合成新型纳米催化剂Cu/CNTs、Fe₂O_3/TNTs、Cu₇S₄/rGO纳米复合材料并对其性能进行表征,在此基础上研究其对环境中有机污染物的催化降解能力和机理。主要研究内容和结果如下:（1）通过S.oneidensis MR-1将铜纳米颗粒（Cu NPs）原位负载在碳纳米管（CNTs）上,形成Cu/CNTs纳米复合材料。采用透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）等对其进行表征;考察了不同负载量、投加量、pH和温度条件下Cu/CNTs纳米复合材料对对硝基苯酚（4-NP）的催化还原性能。结果显示直径约为4-10 nm Cu NPs已成功负载在CNTs表面且具有很高的结晶度。在45°C和pH值为10的条件下,投加负载比为3 wt%的Cu/CNTs纳米催化剂在80 min时对4-NP催化性能高达99.5%,准一级动力学常数k为0.0532 min^-1,经6个循环反应后,仍对4-NP具有较高的催化降解效率。（2）利用S.oneidensis MR-1合成Fe₂O_3/TNTs纳米复合材料,探究Fe₂O_3/TNTs纳米复合材料协同S.oneidensis MR-1对苯胺蓝的脱色降解作用。通过高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、紫外-可见分光光度计（UV-vis）等对Fe₂O₃/TNTs的结构和性能进行表征。结果表明,Fe₂O₃已成功负载到TiO₂纳米管（TNTs）上,紫外光照下Fe₂O_3/TNTs在60 min时对苯胺蓝的脱色率可达到97.5%,表现出较好的光催化活性。S.oneidensis MR-1协同Fe₂O_3/TNTs纳米复合材料对苯胺蓝脱色率较S.oneidensis MR-1提高了1.63%。（3）采用微生物法和化学法分别合成Cu₇S₄/rGO纳米复合催化剂。多种表征技术表明微生物合成的纳米复合材料具有优异的催化活性。以Na₂S为硫源经S.oneidensis MR-1合成的纳米复合催化剂对甲基绿（MG）的光催化效率在100 min内高达98.3%,五次循环测试显示其具有较高的稳定性。Cu₇S₄/rGO纳米复合催化剂的优异性能缘于Cu₇S₄与rGO结合增强了活性中心,提高电子转移速率。利用微生物法合成纳米复合材料可以有效降低传统合成纳米材料的成本,减少对环境的污染。本文合成的几种纳米复合材料可高效降解水体中的有机物,有利于生态环境的保护和人体健康,并探究了其降解机理,为大规模实际应用提高了参考依据。