有关水体中有机污染物的危害和处理已成为全球关注的热点。本文针对水体中两类典型有机污染物（染料和抗生素）的处理进行研究,采用不同的方法成功将不同的纳米材料负载到生物炭上,制备了一系列生物炭基纳米复合材料,该复合材料有效地提升了生物炭对水体中染料和抗生素的去除能力。本文分析了生物炭基纳米复合材料的基本性质,探究了生物炭基纳米复合材料对水体中染料和抗生素的去除效果,研究了去除过程中的影响因素,并探讨了生物炭基纳米复合材料去除水体中染料和抗生素的机理。本论文的研究结果可为生物炭基纳米复合材料的制备及其对水体中典型有机污染物的去除提供理论依据。通过热解镁铝水滑石预处理的生物质,合成了一种新型的生物炭/MgAl水滑石复合材料（CB-LDH）,并将该材料应用于水体中结晶紫的去除。制备过程中,热解同时发挥了两种作用:将生物质转化为生物炭和焙烧MgAl水滑石。各种表征分析表明焙烧后的水滑石被成功的合成并包覆到生物炭表面。合成得到的CB-LDH相比于原始生物炭具有更高的孔体积和更多的官能团。吸附实验数据与准二级动力学模型和Langmuir等温模型拟合效果较好。热力学分析表明结晶紫的吸附是一种自发和吸热的过程。较高的pH和温度有助于CB-LDH吸附性能的提高。CB-LDH也具有从含有高离子强度的实际废水中去除结晶紫的能力。负载在生物炭上的水滑石、静电吸引、孔隙填充、π-π相互作用和氢键作用可能是结晶紫吸附在CB-LDH的主要机制。该研究的结果表明,CB-LDH是一种结晶紫污染废水处理的高效吸附剂。使用改良型溶胶-凝胶法将TiO₂成功负载到生物炭基材上。制成的复合材料具有非常好的吸附和光催化性能,可有效清除水溶液中的有机污染物。SEM和XRD研究表明,材料表面上含有微晶和羟基,有利于藏红T（ST）去除过程的吸附和光催化活性。吸附和光催化降解都参与ST的去除过程,其中吸附的作用稍强。本研究对比了4种TiO₂负载生物炭的ST去除效率。使用2 g生物质粉末合成的TBC-2样品具有最高去除效率,ST去除量为226.7 mg?g^-1。TBC-2在不同pH值条件下均具有良好的稳定性和活性。由于TiO₂和生物炭之间存在协同效应,TBC-2可作为水体有机污染物去除的高效材料。利用BiFeO₃和壳聚糖对原始生物炭进行改性,最终制备出交联壳聚糖负载BiFeO₃和生物炭复合材料,该材料结合了生物炭、BiFeO₃和壳聚糖几种材料的优点,复合材料具备磁性和强吸附性。随着MB溶液吸附反应时间、反应温度、初始浓度的增大,复合磁性材料对MB的吸附量会随之增加。反应溶液在偏中性和碱性条件下,更有利于复合磁性材料对MB的去除。生物炭负载BiFeO₃磁性复合材料对吸附MB过程符合准一级动力学模型和Langmuir吸附等温模型。MB在复合磁性材料表面的吸附过程涉及物理吸附,以及化学吸附。在298 K条件下,生物炭负载BiFeO₃磁性复合材料对MB的最大吸附量可达到18.942 mg?g^-1。通过慢速热解LDHs预处理的甘蔗渣生物质,合成了负载焙烧态Mg/Al LDHs的生物炭复合材料（CLDHs/BC）。材料的表征结果显示,焙烧态Mg/Al LDHs（CLDHs）在预处理生物质慢速热解过程中成功负载于生物炭上。合成的CLDHs/BC能够高效去除水溶液中的四环素类抗生素。负载CLDHs明显提高了生物炭的吸附能力,在测试的pH值范围内,CLDHs/BC的吸附能力比原生物炭（BC）吸附能力提高2倍以上。在318 K时,CLDHs/BC对四环素类抗生素的最大吸附能力为1118.12 mg?g^-1。吸附过程还存在π–π相互作用和氢键作用。本研究为抗生素污染废水实现高效处理提供一种可行的、简单的高性能材料制备方法。采用谷壳作为原材料,成功将二氧化锰负载到生物炭上,得到生物炭负载二氧化锰复合材料（BC/MnO₂）。相比于原始生物炭,BC/MnO₂表面出现MnO₂纳米颗粒,碳含量下降,含氧量增多。BC/MnO₂具有明显更大的总孔体积和比表面积,表明生物炭的孔结构得以改善。pH值对BC/MnO₂吸附盐酸四环素（TC）和强力霉素（DC）的影响较小。BC/MnO₂吸附盐酸四环素和强力霉素符合Freundlich吸附模型。相比于准一级动力学模型,BC/MnO₂吸附TC和DC的数据均与准二级动力学模型（R²=0.999）拟合更好,表明控制BC/MnO₂吸附TC和DC的过程可能是化学吸附。