进入二十一世纪以来,工业化大生产发展迅速,从而严重破坏了地球的生态环境,其中污染最严重的是水污染,日益严峻的水污染给人类的生产和生活带来巨大的威胁。据调查,我国居民每天排放的生活污水和很多工厂排放的工业废水都含有大量的有毒有害物质,严重影响到人类生活、工业生产以及农业灌溉。同时日益严重的水污染也增加了水处理的成本,不利于我国可持续发展战略的实施。因此,处理水体污染、清除污水中的污染物迫在眉睫。控制水污染最重要的手段是发展污水处理技术,从而达到实现废水资源化的目的,这是保护全球水环境的重要手段之一。铁在自然界中分布广泛,居元素分布序列的第四位,由于铁廉价易得且具有较强的还原性、环境友好、不会造成二次污染等优点,从上世纪八十年代末就应用于地下水的处理中。因此,本论文旨在利用环境友好的零价铁发展高效低成本绿色的水污染控制技术。在本文中,我们发现Fe@Fe2O3的加入能明显提高Fenton(Fe2+/H2O2)降解罗丹明B效率,动力学研究表明染料罗丹明B的脱色过程符合准一级反应动力学。活性氧物种捕获实验表明这种增强效应来源于核壳结构Fe@Fe2O3纳米线活化分子氧产生的超氧负离子,超氧负离子可以促进Fe3+/Fe2+的循环,使Fenton反应循环进行,从而极大地提高了Fenton反应中羟基自由基的产生,实现罗丹明B的降解增强。零价铁粉暴露在空气中容易被氧化,从而在其表面生成氧化膜,导致其还原性能下降,因此,大量研究者开始对零价铁进行改性,提高其还原活性。本论文发明了一种微波非水液相改善零价铁活性的方法,并对零价铁粉活性增强的原理进行了研究。实验结果发现改性后的铁粉在中性条件下去除六价铬的速率相对于改性前提高了51倍。通过测定反应过程中六价铬和总铬的含量以及反应前后样品的XPS,我们发现经微波非水液相改性后的铁粉表面Fe2+含量增多,并且铁粉去除六价铬的过程中起作用的主要为表面络合的二价铁。本论文详细研究了核壳结构Fe@Fe2O3纳米线增强Fenton反应的机制以及改性铁粉去除水中六价铬的机理,为零价铁水处理技术的深入推广奠定了坚实的理论基础。