近年来,如何从水环境中有效去除药物和个人护理产品(PPCPs)成为全球关注和研究的热点。传统废水处理技术无法完全去除这些物质,致使PPCPs通过各种途径进入到水环境中,尽管PPCPs的残留浓度通常在ng/L-μg/L之间,但持续输入到自然环境中的PPCPs总量相对较高,长期暴露于PPCPs可能会诱发“三致”毒性、遗传毒性等毒理学效应。因此,如何经济有效的针对性去除这些污染物质,对于水体污染修复具有重要意义。因此,本论文拟通过功能化磁性纳米材料的合成策略制备出可用于水污染修复的多金属基复合材料,通过吸附、催化等技术去除水体中的“新兴污染物”PPCPs,并进一步扩展到实际应用中去。经过设计,合成了以下三个体系:1、首先合成了聚吡咯功能化的Cu₂MoS₄磁性纳米复合材料(Cu₂MoS₄-Fe₃O₄@PPy),并用作从水溶液中去除典型药物的吸附剂。Cu₂MoS₄-Fe₃O₄@PPy具有协同效应,对吲哚美辛(IDM)和酮洛芬(KET)表现出优异的吸附性能,在IDM和KET初始浓度为10 mg/L时去除率可达97.1%和88.6%。Cu₂MoS₄-Fe₃O₄@PPy对IDM和KET的吸附过程符合Langmuir等温线和准二级动力学模型。Cu₂MoS₄-Fe₃O₄@PPy能够用磁铁分离,并在8次吸附-解吸循环后,对IDM去除率仍高达83%。此外,在Cu₂MoS₄-Fe₃O₄@PPy表面沉积银纳米粒子后作为光催化剂降解孔雀石绿(MG)实验表明可以扩展其从吸附作用向光催化降解功能的转换。2、为进一步实现药物污染物的有效降解和矿化,采用溶剂热法合成了共掺杂Co的磁性Mn₃O₄(Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄),并将其用作降解水中土霉素(OTC)的有效催化剂。Co-Mn₃O₄与Fe₃O₄之间的协同作用不仅通过过一硫酸盐(PMS)的活化提高了催化活性,而且使Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄易于从水溶液中分离和回收。在PMS(10 m M)存在的条件下,94.2%的OTC(10 mg/L)可在60 min内被降解。Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄在多次循环后依然具有比较稳定的结构和良好的催化能力。通过XPS分析,确定Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄上的Co(Ⅱ)、Co(Ⅲ)、Fe(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)、Mn(Ⅱ)、Mn(Ⅲ)和Mn(Ⅳ)为催化中心。Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄的优异催化性能不仅来源于它的大比表面积为PMS的活化提供了丰富的活性中心,而且还来源于它在原子间的电荷再分配,加速了金属离子的氧化还原反应。此外,OTC在实际水样中的高降解效率表明,Fe₃O₄/Co-Mn₃O₄具有良好的实际应用潜力。3、制备了具备磁性的镍钴双氢氧化物纳米材料(Fe₃O₄@NiCo LDHs),用来活化PMS降解水中的萘普生(NPX)。Fe₃O₄@NiCo LDHs对PMS有良好的催化性能,Fe₃O₄@NiCo LDHs在催化剂用量为0.2 g/L,PMS浓度为5 m M,初始NPX浓度为10 mg/L时在20 min内对NPX的去除效率达到83.9%。机制分析发现,三种金属(Ni、Co、Fe)协同催化。Fe₃O₄@NiCo LDHs具有良好的稳定性,五次循环后的去除效率仍能够达到78.1%。此外,实际应用潜力实验表明Fe₃O₄@NiCo LDHs对实际水样中NPX依然具有良好催化降解性能。