工业废物排放的染料废水和重金属离子会对自然环境造成严重污染。因其在自然条件下难降解,致癌、致畸以及含毒等特点而成为严重威胁人类健康和水生生物的主要杀手之一。因此,含有有害化学成分和重金属离子的废水在排放之前必须净化处理,而吸附技术被认为是当前最有效的水处理方法之一。天然聚合物由于其生物可降解、低成本、无毒以及可通过化学和/或物理相互作用结合各种污染物等良好性能而成为去除环境污染物的理想吸附材料。细菌纤维素除了具有天然聚合物的各种优点之外,还是自然界中最纯的纤维素,因此在许多领域成为研究的热点。本文以葡糖醋杆菌（Gluconacetobacter xylinum ATCC53582）为菌种,通过改良Hestrin和Schramm培养基制备了细菌纤维素。以细菌纤维素/聚乙烯醇为骨架材料,通过复合填料氧化石墨烯和凹凸棒,采用冻融循环的方法制备增强型细菌纤维素/聚乙烯醇吸附材料。使用红外光谱（FTIR）、X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM-EDS）、比表面积测试（BET）和热重（TG-DSC）对其结构、形貌进行了表征。并以刚果红、亚甲基蓝、Cu²⁺和Pb²⁺为吸附对象,对其吸附性能进行考察,具体结论如下:（1）根据FTIR、XRD和TG-DSC分析结果表明,增强后吸附材料的各初始组分之间形成了氢键,其热稳定性增加。SEM结果显示增强材料的表面孔结构相比骨架材料更多以锯齿形和楔形结构存在,表面结构变得更加不规则。BET测试表明材料的比表面积减少,孔径增大,N₂吸附-脱附曲线呈典型II型等温线并表现出H₃型迟滞回线。（2）增强材料对刚果红和亚甲基蓝吸附的最佳pH值分别为3和8,吸附动力学过程主要是物理吸附,且颗粒内扩散参与吸附过程。等温吸附更加符合Freundlich模型,最佳吸附容量分别为207.93 mg/g和211.53 mg/g。热力学研究结果表明,对于刚果红的吸附过程,ΔG⁰<0、ΔH⁰<0、ΔS⁰<0,可知吸附是自发、放热的,且随吸附的进行自发性以及固液界面的随机性降低;而对于亚甲基蓝,ΔG⁰<0、ΔH⁰>0,ΔS⁰>0,表明吸附自发进行、吸热,并随温度的升高自发性增强、固液界面的随机性增加。其最优吸附温度分别为30℃和40℃。经四次循环使用后,再生率分别保持在90%和88%以上。（3）增强材料对Cu²⁺和Pb²⁺离子的最佳吸附pH值分别为6和5,吸附动力学过程主要受表面扩散和颗粒内扩散影响,等温吸附更加符合Freundlich动力学模型,最佳吸附容量分别为150.79 mg/g和217.8 mg/g。热力学研究结果表明,Cu²⁺和Pb²⁺离子的吸附过程ΔG⁰<0、ΔH⁰<0、ΔS⁰<0,即吸附是自发、放热过程。最佳吸附温度均为30℃。重复使用研究结果表明在四次循环使用后其再生率分别保持在76%和88%左右。（4）对增强材料BPGA1%、BPGA1.5%和BPGA2%的吸附性能表征比较结果表明,整体上BPGA2%对刚果红、亚甲基蓝、Cu²⁺和Pb²⁺离子的吸附能力最佳。相比同类吸附材料,该吸附材料的优点:（1）材料的整个制备过程环保,不存在产生对环境有害的成分,且成本相对低廉;（2）对阴离子染料和阳离子染料及重金离子都具有相对高效的去除能力;（3）具有相对良好的循环使用性能,且在使用的终端可降解于环境中,不存在二次污染。有望用于去除实际含有重金属离子和染料分子的工业废水。