目前，水中重金属及有机物的污染问题日趋严重。合成易分离、可回收的吸附剂和催化剂是污水处理过程中的科学研究重点。核壳材料是具有吸附和催化等功能的新型复合材料。核壳材料的内核决定了材料的基本结构单元；外壳与溶液直接接触，发挥吸附、催化等重要的物理和化学性质。目前已经制备出多种类型的核壳材料，这些核壳材料广泛用于污水处理中。本文以铁氧化物作为研究对象，制备出了不同铁氧化物的磁性核壳材料。制备过程不需要表面活性剂及有机溶剂的辅助作用，制备方法简单、经济、环保。纳米α-Fe₂O₃化学性质稳定、比表面积大、催化性能好、具有较强的吸附性能，可以很好地吸附重金属离子以及有机物。纳米Fe₃O₄是一种很好的磁性材料，但是自身极易发生团聚。我们以Fe₃O₄作为核，α-Fe₂O₃作为外壳，制备出Fe₃O₄/α-Fe₂O₃的核壳材料。α-Fe₂O₃包覆在Fe₃O₄纳米粒子表面，通过空间位阻可以将这种材料均匀分散在溶液中，在外加磁场条件下可以对其进行分离和回收。本论文的研究内容及结果：（1）采用共沉淀法及沉淀氧化法制备出了粒径约为20-30nm的Fe₃O₄纳米颗粒。对其进行分散后，在外层包覆ferrihydrite，利用Fe²⁺催化相转化将ferrihydrite转化为α-Fe₂O₃纳米粒子，制备出具有典型的核壳结构的Fe₃O₄/α-Fe₂O₃纳米结构复合材料。采用FT-IR、 FESEM、TEM、UV-Vis、BET及XRD等表征手段对核壳材料的组成、结构及形貌等进行了研究。结果表明：核壳结构的Fe₃O₄/α-Fe₂O₃纳米粒子粒径约为40-80nm，晶化程度好。通过分析，推断出Fe₃O₄与α-Fe₂O₃之间以Fe-O-Fe键发生键合。（2）以K₂Cr₂O₇和Cr（NO₃）₃溶液为吸附质，研究了Fe₃O₄/α-Fe₂O₃核壳材料对Cr₂O₇^2-与Cr³⁺的吸附及解吸性能。同时研究了pH、离子强度、投加量等因素对吸附性能的影响。结果表明：Fe₃O₄/α-Fe₂O₃纳米粒子吸附Cr⁶⁺最佳pH值为3.5，最佳投加量为6g/L，最大吸附量为6.932mg/g，吸附等温线遵循Langmuir吸附等温模型；Fe₃O₄/α-Fe₂O₃纳米粒子吸附Cr³⁺最佳pH值为4.5，最佳投加量为10g/L,最大吸附量为33.344mg/g，吸附等温线遵循Freundlich吸附等温模型。（3）通过朗格缪尔参数和吸附-解析等温线证明铬在核壳材料上的吸附为不可逆吸附，实验室条件有利于铬的吸附。通过研究，可以用适当的解吸剂将重金属离子从吸附剂上解析。 Cr⁶⁺的最佳解吸剂为0.5mol/L的NaOH溶液，其解吸率达到99.7%；Cr³⁺的最佳解吸剂为0.1mol/l的H₂SO₄溶液,其解吸率为82%。（4）在H₂O₂/（Fe₃O₄/α-Fe₂O₃）体系中，我们对亚甲基蓝的催化降解进行了研究，在pH=9，投加量为0.5g/L时催化效果最优，亚甲基蓝的降解率为95.49%。（5）采用不同的方法制备了Fe₃O₄/水合氧化铁核壳材料,并对其吸附性能进行了研究。以Fe³⁺为反应物，室温下制备出的水合氧化铁作为Fh1；以Fe²⁺为反应物，制备出的水合氧化铁作为作为Fh2；以Fe³⁺为反应物，高温下制备出的水合氧化铁为Fh3。Fe₃O₄/Fh1、Fe₃O₄/Fh2、Fe₃O₄/Fh3的比表面积分别为81.083cm³·g^-1、78.822cm³·g^-1、54.873cm³·g^-1。对Cr⁶⁺的吸附效果大小顺序为：Fe₃O₄/Fh2>Fe₃O₄/Fh3> Fe₃O₄/Fh1；对Cr³⁺的吸附效果大小顺序为Fe₃O₄/Fh1>Fe₃O₄/Fh2≈Fe₃O₄/Fh3。