过去二十年来的研究表明,氧化还原介体可以加速偶氮染料、高氯酸盐、砷酸盐、Cr(Ⅵ)及四氯化碳等的厌氧生物转化。在某些情况下,氧化还原介体的存在甚至是反应进行的必要条件。但天然氧化还原介体结构复杂且氧化还原特性还明显受到来源的限制,人工氧化还原介体不能直接应用于环境治理的问题,所以本课题尝试通过化学方法合成具有氧化还原特性的高分子功能材料,以探索高分子功能材料催化厌氧生物技术实际应用的可行性。本课题将二氯蒽醌在有机金属催化剂的催化下制备出了聚合蒽醌,凝胶渗透色谱测得聚1,5-二氯蒽醌重均分子量为53400。聚1,5-二氯蒽醌能大幅度提高微生物的反硝化过程,12h时聚1,5-二氯蒽醌体系硝酸盐氮去除率分别是空白体系与1,5-二氯蒽醌体系的1.9倍及1.3倍,亚硝酸盐氮去除率是空白体系对亚硝酸盐氮去除率的1.9倍,而1,8-二氯蒽醌体系的亚硝酸盐去除率是聚1,8-二氯蒽醌体系的1.11倍。重复4次实验,聚1,5-二氯蒽醌的体系中硝酸盐氮去除率稳定在2倍左右。通过Friedel-Crafts反应制备出了五种不同结构含醌基的共聚物,其作为介体应用于微生物降解硝酸盐及偶氮染料的过程,实验结果表明PDMBQ加速微生物降解硝酸盐的速率最快,10h时PDMBQ体系的硝酸盐氮去除率是空白反应体系的1.48倍;PNQ加速微生物降解酸性红B的速率最快,8h时PNQ体系的酸性红B去除率是空白反应体系的1.53倍。优化制备PNQ最适反应物配比为载体:萘醌-1:1,最适反应温度为78℃。比较五种不同结构的共聚物加速微生物降解硝酸盐的效果,发现投加PDMBQ体系的pH值变化较快,稳定在9.5左右,与空白体系相比ORP降低了 123mV,亚硝酸盐氮的积累量降低了 29.7mg/L。实验考察了 PDMBQ加速微生物降解硝酸盐的影响因素,结果表明Paracoccus verutus菌株GW1降解硝酸盐的最适pH值为7,最适温度为38℃,最适碳源为葡萄糖,最适C:N=6:1,PDMBQ的最适投加量为2068.0mg/L。不同种类型的高分子生物功能材料作为介体对硝酸盐反硝化的研究结果,拓展了高效生物脱氮工艺新思路,丰富了氧化还原介体在水处理领域的应用。本研究对氧化还原介体催化厌氧生物技术实际应用奠定了一定的理论与技术基础。