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芳香族污染物（如染料、硝基苯酚）和有毒金属（汞、铅、镉、锌等）造成的环境问题已成为21世纪影响生态安全、人类健康与生存的重大问题。“绿色、高效、经济、便捷”的环境污染治理技术和“可减少抗癌药物毒副作用、保持药物稳定性”的药物载体开发已成为环境科学、药物科学、材料科学关注的重要领域。本文旨在研发新型光催化剂、药物运输载体、重金属生物配位聚合物,对材料的合成、自组装、功能化进行系统研究,得出以下结论:（1）先通过溶胶-凝胶法合成Fe3O4@SiO2@TiO2再与氧化石墨烯反应,经简单的水热反应合成Fe3O4@SiO2@TiO2-Gaphene功能纳米复合材料。该材料可见光催化降解甲基蓝的催化速率常数比Fe3O4@SiO2@TiO2和商业化P25分别高出280%、171%;催化剂可磁分离回收再利用,循环使用10次,光催化性活性仍达89.73%。（2）通过水热法,以温和有效的步骤制备了yolk-shell Fe3O4@graphene纳米复合材料,系统研究该材料对抗癌药物（阿霉素,DOX）投递的性能。纳米复合材料具有良好的分散性和超顺磁性,其磁饱和值45.740 emu/g;对300μg/mL DOX的饱和负载容量达2.65mg/mg,负载率88.3%。在体外37 oC,pH值分别为7.4和5.6条件下,对DOX的缓释测试结果显示复合材料具有敏感的pH值响应,缓释速率分别为24.86%和10.28%。使纳米复合材料在0.25-100μg/mL浓度范围内细胞活性仍达98.52%,说明材料的生物相容性和安全性良好,在生物材料领域潜在应用价值高。（3）重金属-氨基酸生物配位聚合物是一类与多肽类似的功能材料仿生构筑基元。在类生理条件（37 oC水溶液）下,选择不同分子手性的氨基酸（L、D、DL）,调控配体的浓度和反应时间,构筑一系列新颖、形貌可精细调控的“镉离子（Cd（II））/半胱氨酸（Cysteine）金属生物配位聚合物”纳米自组装体。手性配体不同,自组装体反应速率和电学性质有显著差异,应用密度泛函理论（Density Functional Theory）模拟解释手性配体的影响机制,为可精细调控的手性纳米器件的设计、应用提供前期基础。