水体中的重金属离子和有机污染物不仅破坏了生态环境，而且给人们的健康带来了严重的威胁。在污水治理领域，纳米铁由于具有反应活性高、原料丰富、易制备和无毒性等优点，受到广泛的关注。然而，纳米铁颗粒由于高活性和固有的铁磁性使其很容易发生氧化和团聚，影响纳米铁的本征特性，限制了其应用与发展。针对纳米铁易被氧化和易团聚的问题，本文利用有机物、无机物的复合改性技术，来提高和改善纳米铁的稳定性和分散性，制备出高活性的纳米铁复合物；研究了所制备的纳米铁复合物对水溶液中 Cd(II)和 Pb(II)两种重金属离子的去除性能，以及其在对硝基苯酚还原反应中的催化性能。具体的内容包括以下几个方面：　　(1)以生物可降解和无毒的壳聚糖为稳定剂，制备壳聚糖稳定纳米铁复合物(CNZVI)。当壳聚糖与纳米铁的质量比为0.08时，纳米铁颗粒在复合物中具有最好的分散性。系统地探讨了CNZVI复合物对Cd(II)的吸附性能，研究了吸附时间、溶液的初始pH值、吸附剂用量和溶液的初始离子浓度对吸附性能的影响。CNZVI复合物对Cd(II)最大吸附容量为124.74 mg/g，高于裸纳米铁对 Cd(II)的最大吸附容量(67.51 mg/g)。可见，壳聚糖复合后明显地提高了纳米铁的吸附能力。对等温吸附和吸附动力学的研究发现，CNZVI对 Cd(II)的吸附符合Langmuir等温吸附模型和准二级动力学模型。对Cd(II)去除机理的分析表明，CNZVI是通过化学吸附的方式去除水溶液中的Cd(II)。另外，也研究了CNZVI复合物对Pb(II)的吸附性能，发现其最大吸附容量是335.26 mg/g。　　(2)以高比表面积、高稳定性和环境友好的介孔硅MCM–41为分散载体，制备负载型纳米铁复合物(MSNZVI)。以 Pb(II)为模型重金属，详细地研究了 MSNZVI复合物对Pb(II)的吸附性能，并探讨了相关实验参数对吸附性能的影响。结果表明，MSNZVI复合物对Pb(II)的最大吸附容量达416.17 mg/g，优于裸纳米铁(319.24 mg/g)和纯介孔硅MCM–41(39.06 mg/g)对Pb(II)的最大吸附容量，体现出了纳米铁和MCM–41的协同作用效应。等温吸附模型和动力学模型研究发现，MSNZVI复合物对Pb(II)吸附过程符合 Langmuir模型和准二级动力学模型。分析表明，MSNZVI复合物是通过吸附和还原两种方式去除水溶液中的Pb(II)。MSNZVI复合物对水溶液中 Cd(II)也具有优异的吸附性能，其最大吸附容量达150.31 mg/g，要优于前面的CNZVI复合物的吸附性能。　　(3)以对硝基苯酚在硼氢化钠溶液中的还原反应为模型，研究裸纳米铁、CNZVI复合物和MSNZVI复合物的催化性能。虽然裸纳米铁表现出一定的催化性能，但是其催化活性较低。而纳米铁与壳聚糖和介孔硅复合后表现出了优异的催化性能。当催化剂用量为0.20 g、[NaBH4]/[p–NP]=100时，以CNZVI和MSNZVI为催化剂的对硝基苯酚的还原反应速率常数分别为2.45×10-3 s-1和4.89×10-3 s-1。加之，纳米铁复合物具有制备简单、稳定性好、易回收和成本低廉等优点，因此，纳米铁复合物在催化还原有机污染物方面具有较大的应用前景和价值。