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水环境中广泛存在难降解有机污染物,如抗生素、对硝基苯酚等,其环境风险大且难以通过水体的自净作用去除,传统的生物处理方法效果不佳,因此其治理问题引起了广泛关注。生物炭作为吸附材料由于其巨大的比表面积、孔体积和价廉易得等优点而被广泛应用于水污染处理,但单独使用对难降解有机物去除效果有限。生物炭不仅是一种优异的吸附剂,其孔道分布也较为适用于铁的负载,且其优异的吸附性能还可提高铁的催化效率,从而提高污染物的降解效率。因此,论文旨在利用金属嫁接改性技术开发高效廉价的环境材料,为去除水体中难降解有机污染物探索一种新的有效技术。论文针对含不同难降解有机污染物的模拟废水,通过液相还原法负载纳米零价铁和高温煅烧掺杂铁改性生物炭,制备了多种生物炭基铁改性材料,研究了这些改性材料对水体中难降解有机污染物的吸附催化特性、影响因素,并探讨其作用机理,确定了其应用的最佳条件和应用潜力。具体如下:（1）采用液相还原法能有效地将纳米零价铁负载在生物炭表面。扫描电镜和透射电镜的结果证实,颗粒物粒径大小大约在30-70 nm之间,颗粒分散均匀,铁颗粒大多呈球状,负载于生物炭外表面,少部分进入生物炭孔道。经过负载后的纳米零价铁具有更大的比表面积,且具有更好的分散性。材料的表征结果表明,生物炭的微观形态呈片状形态,且生物炭上出现的羟基、羧基、羰基等电负性官能团有利于纳米零价铁的负载;（2）制备了掺杂铁和/或锌的锯屑生物炭（Fe/Zn-生物炭）,并研究其从水溶液中高效同时去除Cu（II）和四环素（TET）的行为与效果。研究了目标污染物在单一体系和二元体系的吸附等温线和吸附动力学模型,系统研究了污染物吸附在Fe/Zn-生物炭上的相互作用和内在机制。四环素去除受到液膜扩散控制的影响,颗粒内扩散和液膜扩散同时成为Cu（II）吸附速率的控制步骤。Temkin模型表明四环素和Cu（II）的吸附过程分别涉及化学吸附和物理-化学吸附。Cu（II）和四环素在Fe/Zn-生物炭上的吸附过程同时存在竞争和增强作用。结果表明,Fe/Zn-生物炭在同时去除水体Cu（II）和四环素复合污染中显示出巨大的潜力。（3）针对水体中残留抗生素（左氧氟沙星、环丙沙星、培氟沙星）的潜在危害,将生物炭负载纳米零价铁非均相催化剂（BC/nZVI）用于芬顿反应系统,以强化去除水溶液中的抗生素。研究了纳米零价铁的负载量,催化剂用量,初始溶液pH和双氧水浓度对BC/nZVI/H2O2系统去除抗生素的影响。此外,分析推测了BC/nZVI/H2O2系统去除左氧氟沙星、环丙沙星和培氟沙星的降解产物和可能的降解途径。（4）深入研究了在厌氧或需氧条件下使用生物炭负载纳米级零价铁复合材料和纳米级零价铁的强化去除对硝基苯酚（PNP）的效果和机理。结果表明,酸性溶液中的PNP去除率较高,特别是pH 3.0时,其PNP去除率较高。表观速率常数结果表明,在相同的曝气条件下,nZVI/BC的反应速率比nZVI的反应速率快。改进的Langmuir-Hinshelwood动力学模型可以成功地描述使用nZVI/BCr或nZVI的PNP去除过程。在不同曝气条件下通过Langmuir-Hinshelwood获得的反应常数规律:nZVI/BC（N2）>nZVI/BC（空气）>nZVI（N2）>nZVI（空气）,表明在厌氧条件下nZVI/BC能增强PNP降解活性,且在厌氧条件下的nZVI/BC具有PNP降解吸附的最低Arrhenius活化能,表明消除PNP的表面相互作用具有低能量势垒。此外,通空气系统TOC的去除率高于厌氧条件下的TOC去除率,在通空气pH 3.0条件下,nZVI/BC或nZVI系统在通空气条件下溶液中总铁离子浸出量远高于厌氧条件下总铁离子浸出量。在PNP降解期间形成的中间体的特征表明,在厌氧环境下,对硝基酚的去除主要是通过还原反应,而在有氧环境中,对硝基酚的降解则耦合了氧化反应和还原反应。