纳米杂化物在污染修复、电化学储能、环境传感和抗菌应用等方面的优越性能引起公众越来越广泛的关注,其环境释放和环境暴露将不可避免。截止目前,纳米杂化物在环境中的赋存、行为及潜在风险的相关研究仍较为缺乏,纳米杂化物在复杂环境条件下的多介质界面过程及影响机制仍缺乏系统深入的研究。本文通过水热法合成了石墨烯基纳米杂化物——GO-Fe₂O₃,进而通过光照还原方法得到其衍生物,并利用多种表征手段探究了该纳米杂化物及其衍生物的物理化学特性。结果表明:Fe₂O₃的负载导致GO-Fe₂O₃杂化物表面的负电荷减少,水力学直径和疏水性增大,形貌比单体材料更加粗糙。在光照条件下,GO-Fe₂O₃杂化物被还原,表面含氧官能团数量减少,石墨片层结构发生部分堆积,导致还原后的杂化物相比母体产生更明显的形貌异质性。为了阐明纳米杂化物及其衍生物表面性质对其运移能力的影响,本文通过经典柱迁移实验和沉积剖面实验探索了不同环境条件下(如阳离子类型,离子强度和pH值),不同铁氧化物负载量的GO-Fe₂O₃杂化物及其光还原产物在饱和石英砂介质中的迁移和沉积行为特征。基于XDLVO理论,随着Fe₂O₃负载量的增加,杂化物表面电负性减小、团聚增强、疏水性增大,在饱和多孔介质中的迁移受到抑制。其光还原产物相较于母体迁移性更差,但这种抑制性迁移并未完全遵循XDLVO理论,而是由于光照致使杂化物表面粗糙度增大,形貌异质性是导致迁移受到抑制的主要原因。值得注意的是,在CaCl₂饱和介质中,高Fe₂O₃负载量的杂化物及其衍生物的抑制性迁移在一定程度上被缓和,这是由于这两种杂化物的表面含氧官能团占比较小,与Ca²⁺间的阳离子键合桥联作用较弱。pH值对杂化物迁移的影响进一步证实了阳离子桥联作用对杂化物在石英砂介质中迁移与沉积的影响机制。本文以典型磺胺类抗生素——磺胺二甲基嘧啶(SMT)为研究对象,探讨了抗生素-纳米杂化物-石英砂复合体系中的多介质界面过程。吸附动力学实验表明,GO-Fe₂O₃杂化物对SMT的吸附符合拉格朗日准二级吸附动力学模型,光照还原的杂化物对SMT的吸附能力更强,但吸附速率相比母体有所降低。SMT在受试水化学条件下均表现出较强的迁移能力,其运移性不受共存杂化物的影响。运移性较高的SMT可通过“载体效应”促进杂化物的迁移。特别的,光照还原的GO-Fe₂O₃杂化物因疏水性和表面粗糙度增大、电负性降低、π结构比例增加,以及团聚导致的吸附位点增加,与SMT之间的吸附亲和力更强,因而SMT对光照还原的GO-Fe₂O₃杂化物具有更强的“载带”作用。Ca²⁺的键合桥联作用导致了石墨烯基纳米杂化物在石英砂介质中的不可逆沉积,一定程度上削弱了SMT的“载体效应”。本研究的结果表明:石墨烯基纳米杂化物的异质性将导致其环境迁移行为比单体纳米材料更加复杂。该类纳米杂化物在环境中可发生光还原,其转化产物的表面官能团、电化学性质、形貌等均发生显著变化,进而会对其环境行为和归宿以及与共存有机污染物的相互作用产生间接影响。本文的研究结论为探索新型纳米材料在真实环境中的行为与效应,为有机复合污染的防控和治理奠定了基础。