各种工业废水和城镇污水中含有多种不同的污染物,其中重金属和持久性有机污染物是常见的两大类有毒污染物。它们对水生物和人类的健康造成了严重的危害。金属氧化物/碳复合材料结合了金属氧化物和碳两者的优点于一身,无论是在吸附还是降解污染物方面都有很好的应用潜能。本文设计合成了三种具有新型结构的过渡金属氧化物/碳复合材料,并探究了它们在去除水体污染物方面的性能。1、纳米级的金属氧化物通过吸附或催化可以有效地去除重金属和有机污染物,但是它们依然存在一些缺陷,如稳定性差、难循环、活性不足等。将金属氧化物跟石墨烯纳米片结合能有效地解决以上不足。因而,本小结采用溶剂热反应,以氧化石墨烯、金属锰盐和氨三乙酸（NA）为原料一步法制备了r GO/锰基纳米纤维（Mn3（NA）2）,在氮气氛围和r GO的保护下煅烧处理后,锰基纳米纤维转化成Mn O/NC,但依然能够保持原有的纤维状结构。合成的r GO稳定的Mn O/NC纳米纤维即r GO-Mn O/NC不仅结合了r GO和Mn O各自的优点,而且材料中还含有丰富的氮元素,这些氮源于含氮配体（NA）的碳化。正是基于以上特性,r GO-Mn O/NC复合材料展示出优异的吸附和催化性能。通过比较材料中不同含量的r GO对材料吸附和催化性能的影响和一系列的表征结果,我们得出材料中最佳的r GO质量比例为5wt%,即文中的r GO-Mn O/NC-2。Mn O/NC和r GO-Mn O/NC对铅离子的等温吸附都符合Langmuir模型,且r GO-Mn O/NC-2对铅离子的吸附动力学更符合伪二级动力学模型。在起始p H=5和室温25℃的条件下,r GO-Mn O/NC-2吸附铅离子的最大理论吸附量达到了222.2mg/g,它的吸附量几乎是纯的Mn O/NC的2倍。此外,r GO-Mn O/NC-2在催化降解MB方面,也展示出最佳的催化性能。由此可得,调节好材料中的r GO和Mn O/NC的比例对其去除污染物的性能而言是至关重要的,且该类材料在治理水中重金属和有机污染物方面有很好的应用潜能。2、用金属有机框架（MOF）即Fe-MIL-88作为模板来合成不同的Fe O_x/C纳米复合材料。有机污染物（4-NP）降解实验结果表明所制备的Fe O_x/C纳米复合材料在H₂O₂辅助下展示出高催化活性。此外,研究发现热解Fe-MIL-88所采用的温度对Fe O_x/C纳米复合材料的组分、结构和催化活性都具有明显的影响。其中在500°C热解Fe-MIL-88所制备的Fe O_x/C-500具有最好的催化活性。与此同时,我们还研究了催化剂投入量、H₂O₂加入量以及反应温度和初始p H值对Fe O_x/C-500催化降解水中4-NP的影响。最终发现,在起始p H=6.2和25℃时通过加入20 mg Fe O_x/C-500和200μL H₂O₂（30 wt%）能在75分钟内将250m L的50 mg/L的4-NP去除88.9%。3、通过一个简单的合成步骤,我们合成了一系列不同比例的核壳结构的ZIF-8@ZIF-67。然后以它为前驱体和牺牲剂通过在氮气下煅烧和用6M HCl溶液酸化,我们成功合成了核壳结构的NC@GC复合材料。通过实验结果可知,GC含量较少的NC@GC-1对CBZ和4-NP表现出最佳的吸附性能。由吸附等温线可算出NC@GC-1对卡马西平（CBZ）的最大理论吸附量为180.2mg/g。这类材料对CBZ的吸附动力学均为伪二级动力学吸附模型,因此都属于化学吸附,且GC含量越多吸附达到平衡所需的时间就越短。通过探究温度的影响,发现温度越高,吸附量越小,说明这类材料对CBZ的吸附属于放热反应。通过探究溶液p H的影响,实验结果表明这类吸附剂在p H=2¹2的范围内均具有比较稳定的吸附能力。