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石墨烯及石墨烯纳米复合材料是一种综合性能强大的新型功能材料,被广泛应用于各个领域,特别是在环境修复领域有着潜在的应用。对于石墨烯的制备,传统的制备方法都有着自身的局限性,例如广泛使用的氧化还原法采用的化学试剂对环境和人体健康都造成很大危害。故本研究采用废弃生物质甘蔗渣（Bagasse,B）作为还原剂,通过绿色还原法合成还原氧化石墨烯（Reduce graphene oxide,RGO）,并结合微生物固定化技术制备生物纳米材料（Nano-biomaterials,NBMs）,研究其对环境污染物的去除性能。首先,通过资源丰富、成本低廉、环境友好的废弃生物质甘蔗渣作为氧化石墨烯（Graphene oxide,GO）的绿色还原剂制备RGO。通过紫外可见光谱（UV）检测RGO,在270.5nm处出现最大吸收峰,表明RGO的共轭结构恢复,即RGO被成功合成。通过红外光谱（FTIR）、X射线衍射图谱（XRD）、拉曼图谱（Raman）和X射线光电子衍射能谱（XPS）等表征手段对GO和RGO进行官能团、晶体结构、晶面间距、电子性质、元素含量和键能的分析表明,RGO的含氧官能团（-OH、C=O、-COOH）吸收峰强度显著降低,C含量增加,O含量减少,RGO中的共轭结构被恢复。通过场发射扫描电子显微镜和能量色散光谱（FESEM-EDS）和高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）对GO和RGO进行表观和内部结构的表征,结果表明,RGO比GO的表面更平整、折皱程度显著改善、O含量更少和层间距更小。从而证明GO被成功的还原。通过对RGO和GO的电化学测试和RGO对废水中常见的典型重金属离子Cd（II）的吸附性能测试,结果表明:RGO/GCE的峰值电流分别比GO/GCE和裸GCE高1.78倍和1.16倍;同时RGO对Cd（II）的去除率可达到58.0%。说明RGO比GO有着更好的电化学性能及对Cd（II）有着良好的吸附性能。其次,通过甘蔗渣（B）负载RGO制备B-RGO,以提高材料的吸附性和稳定性,甘蔗渣也可作为微生物的载体和营养源。再将B-RGO通过微生物固定化技术固定可降解印染工业中常用染料-孔雀石绿（Malachite green,MG）的洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）制备NBMs。通过对比NBMs（99.3%）、B-RGO（73.0%）和游离Burkholderia cepacia（93.6%）对MG的去除,发现NBMs的去除性能优于其他两种材料。通过响应面实验分析表明,NBMs去除MG的最佳去除条件是在温度31.50℃、初始MG浓度为114.5 mg·L-1、初始pH值为5.85和NBMs的投加量为0.11 g·L-1时,最优去除率达到99.3%。通过对NBMs去除MG的过程进行吸附动力学和降解动力学拟合,发现去除过程更符合伪二级吸附动力学模型和一级降解动力学模型。符合伪二级吸附动力学模型（R2>0.99）结果表明NBMs对MG的去除速率更取决于吸附位点的数量而不是MG浓度。通过UV、FTIR,并结合GC-MS分析,发现NBMs对MG的降解产物是N,N-二甲基苯胺和4-（二甲基氨基）二苯甲酮,综上提出NBMs对MG的去除机理为先吸附后降解。最后,进一步通过UV、FTIR、Raman、比表面积测试（BET）和热重分析（TG）等表征手段对NBMs进行官能团、晶体结构、电子性质和热稳定性的分析表征,实验结果显示RGO和洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）都成功固定在甘蔗渣上。BET测试显示NBMs具有更大的比表面积(35.43 m2·g-1),以及TG测试显示NBMs具有更好的热稳定性。通过FESEM和荧光显微镜（FM）对NBMs进行表观和生物活性的表征,结果表明,RGO和洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）都成功固定在甘蔗渣上,并且固定在甘蔗渣上的比游离的洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia）具有更好的生物活性。通过NBMs对重金属离子和染料的同时去除,结果发现,NBMs对Cd（II）的去除效率达到56.9%,对MG的去除效率达到98.9%。以及对其去除过程研究表明,NBMs对Cd（II）的去除是吸附作用,而对MG的去除是先吸附后降解。综上所述,废弃生物质甘蔗渣可作为GO的还原剂,绿色合成制备的RGO性能更优异,并结合微生物固定化技术制备的NBMs。这种新型材料对废弃生物质的再利用和绿色化学的发展起到一定的推动作用,并在实际工业废水处理领域有着良好的潜在应用。