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铬及其化合物是金属加工、冶金工业、制革、电镀、油漆、印染、制药、照相制版等行业必不可少的原料。由于不能对这些行业产生的含铬废水进行有效的控制和不合理排放，地下水常存在着严重的铬污染现象。Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）是铬的两种主要形态。其中，Cr（Ⅵ）的溶解度和迁移性较大，且具有致癌、致畸和致突变作用。相对来说，Cr（Ⅲ）的毒性较小并且是人体内的一种必需元素，其易发生沉淀、迁移性较弱。因此，将Cr（Ⅵ）还原为Cr（III）是一种重要的Cr（VI）污染控制技术。纳米零价铁由于粒径小、比表面积大、还原性强，成为一种新型污染控制技术。但是纳米铁颗粒极易团聚，迁移能力差，不易到达污染地区，从而降低了反应活性即去除污染物的能力。此外，纳米铁颗粒在空气中容易氧化，也为它的使用和运输带来不便。最常见的增强纳米铁稳定性的方法是对纳米铁表面进行包覆或者将其负载在载体上，这是因为包覆层和载体可以提高纳米铁颗粒之间的空间位阻和静电排斥力，从而防止纳米铁颗粒团聚。但是常规的纳米铁载体价格较高，不适应大规模生产，而包覆层材料的选择会影响到纳米铁的活性、稳定性、成本及二次污染。针对上述问题，本文选用合适的载体和包覆剂制备了功能化核壳型纳米铁复合材料—硅微粉负载型纳米铁（SF-Fe）和二氧化硅包覆型纳米铁（Fe@SiO2），既保证纳米铁的活性、稳定性，又能在地下含水层具有较强的迁移能力。论文的主要研究内容有以下四部分：（1）用经济、无害的固体废弃物硅微粉作载体，通过KBH4与FeCl3反应的简单液相还原法制备SF-Fe。采用XRD、TEM、SEM、FTIR等对SF-Fe的形貌与结构进行表征，并将其作还原剂用于地下水中Cr（VI）的去除。考察了硅微粉投加量对SF-Fe去除Cr（VI）效果的影响。结果表明：通过TEM分析，SF-Fe为不完全核壳型复合材料，载体硅微粉为复合材料的内核，球形纳米铁为外壳，均匀的分布在硅微粉的表面。纳米铁粒径分布为20110nm，整个微球粒径为0.150.45μm。硅微粉表面的羟基对稳定纳米铁起到了关键作用。当硅微粉投加量为84wt%时，所制备的SF-Fe去除Cr（VI）效果最佳。与未负载纳米铁相比，SF-Fe对Cr（VI）的去除率升高了22.55%。（2）利用液相还原与改进的St ber法相结合，通过向原硅酸乙酯（TEOS）和氯化铁混合溶液直接添加硼氢化钾，一步合成了Fe@SiO2复合材料。本制备方法无需表面改性剂和刺激性氨水，无需改变反应体系，简便实用。通过XRD、EDAX、TEM、UV-Vis、FTIR、XPS等对所得样品的形貌、结构和组成进行表征。将制备的Fe@SiO2用于水体中Cr（Ⅵ）还原去除。XRD和EDAX分析证实了，KBH4促进了TEOS发生水解缩合反应，生成了无定形的SiO2。TEM分析表明：KBH4滴加速度和TEOS的投加量对复合材料的结构形态具有一定的影响。TEOS投加量为0.1mL，KBH4滴加速度为5mL min-1时，所制备的Fe@SiO2是一种完全核壳型复合材料，它具有清晰的核壳结构，多孔的SiO2层包裹1-2个球形纳米铁粒子，纳米铁平均粒径为25nm，SiO2层的厚度为9nm。随着TEOS投加量的增加，SiO2层变厚，纳米铁核具有更好的分散性。KBH4滴加速度太快会导致单体二氧化硅生成，太慢又会导致纳米铁团聚。通过FTIR和XPS分析证明，TEOS水解缩合生成的SiO2具有表面活性羟基，通过化学键合作用均匀的包覆在纳米铁颗粒表面。与未包覆型纳米铁相比，Fe@SiO2对Cr（Ⅵ）的去除能力显著提高。TEOS投加量为0.1mL，KBH4的滴加速度为5mL min-1，所制备的Fe@SiO2对Cr（Ⅵ）去除能力（以Fe的质量计算）达到最大，为466.67mg g-1，而未包覆型纳米铁仅为76.35mg g-1。（3）通过批实验，考察了各种干扰物质对SF-Fe和Fe@SiO2去除Cr（Ⅵ）的影响。研究了SF-Fe与Fe@SiO2去除水中Cr（Ⅵ）的动力学。通过XPS测定对反应产物进行分析，探讨载体硅微粉、二氧化硅外壳的作用。（4）对SF-Fe与Fe@SiO2填充的石英砂柱来说，随着时间的推移，出水的Cr（Ⅵ）的浓度基本呈上升趋势，但零价纳米铁并没有被完全消耗掉。求得SF-Fe与Fe@SiO2去除铬的能力分别为每克纳米铁可以去除12与65mg Cr（Ⅵ），远低于批实验能力。这主要归因于干燥使纳米铁团聚、未研磨，导致所制备的核壳型复合材料的表面积大大降低。通过研究纳米铁在具有一定孔隙度和水力条件下的石英砂柱中的透过率来评价其在模拟土壤中的迁移性能。考察了离子强度和腐殖酸对SF-Fe、Fe@SiO2复合材料在模拟土壤中的迁移特性的影响。结果表明：与未负载纳米铁相比，SF-Fe及Fe@SiO2在模拟土壤迁移能力增强；在去离子水条件下，未负载纳米铁很少通过石英砂柱，而51.50%的SF-Fe能高效的通过竖直石英砂柱，88.03%的Fe@SiO2能通过竖直石英砂柱。此外，在水平方向，两种纳米铁硅复合材料的迁移性仍然很强。离子强度对SF-Fe的具有一定负面影响，但腐殖酸能促进SF-Fe迁移。总之，本论文首次选用被称为固体废弃物的硅微粉作为载体，开发出一种分散性强并且具有较高活性的核壳型纳米铁复合材料；发明了一步法制备二氧化硅包覆型纳米铁的“绿色”合成方法，发现试剂KBH4在体系中既可以作为合成纳米铁的还原剂又可作为生成SiO2的催化剂。本论文对SF-Fe和Fe@SiO2在石英砂柱竖直和水平方向的迁移能力的研究，是一次有实际意义的尝试，除了为同行在研究方法上提供参考外，其结果也可为进行实际地下水纳米铁修复技术提供理论指导。