近年来,随着全球工业生产的发展和社会经济的繁荣,大量的工业废水和城市生活废水排入水体,导致水体的有机污染日益严重。利用自然界中存在的天然矿物的自净化作用机理,开发多相催化高级氧化技术是一项有前景的污染治理与水体环境修复技术。自然环境中存在着丰富的FeOOH矿物,并且这些FeOOH矿物大部分都表现出光化学活性。以蒙脱石为基体制备纳米FeOOH/Mmt复合材料,一方面能对纳米FeOOH进行固定,有利于光分散到薄膜的表面;另一方面利用蒙脱石的层状结构可增强FeOOH薄膜的表面积利用率,从而提高材料的催化活性。作为一项先进的纳米技术,能够为开发修复水污染的新材料和新方法提供依据。本文模拟生物矿化原理,在低温液相反应体系中使得蒙脱石表面生长FeOOH薄膜,制备出纳米FeOOH/Mmt复合材料。然后从纳米环境材料的理论和应用角度,首先以罗丹明B、苯酚水溶液为单一性目标有机物,研究了纳米FeOOH/Mmt的界面吸附—催化降解作用及机理;再探讨该材料对处理实际二甲基亚砜工业废水、受污染地下水的作用效果。论文的主要研究进展如下:1)通过实验确定纳米FeOOH/Mmt的最佳制备条件:铁盐、蒙脱石质量比1:1,水浴时间10h,水浴温度70℃。2)在水浴温度为70℃、铁盐浓度2.0mM、pH为2.1实验条件下,反应10h,在Fe（NO₃）₃—HNO₃反应体系蒙脱石表面合成了针铁矿（α-FeOOH）纳米薄膜。在400℃高温下煅烧4h,制备出纳米α-Fe₂O₃/Mmt复合材料。3)分别以水体中常见的有机物染料罗丹明B、苯酚为单一目标物,考察纳米FeOOH/Mmt的光催化活性。目标物浓度20mg.L^-1,催化剂用量为1g.L^-1,H₂O₂浓度0mM、5mM,光源350w氙灯。不外加H₂O₂,α-FeOOH/Mmt和α-Fe₂O₃/Mmt对罗丹明B的矿化率分别达到了85%和71%,苯酚的转化率分别达到71.9%、60.9%;加入H₂O₂后两者对罗丹明B的矿化率分别增至92%和96%,苯酚转化率分别达到95.5%、95.9%,均大大高于同条件下空白样（只加入H₂O₂,无催化剂）的矿化率;两种有机物的转化率均遵循如下顺序:可见光/H₂O₂反应体系＞可见光反应体系,可见光照反应体系＞避光反应体系。4)分析纳米FeOOH/Mmt处理有机污染物的作用机理,分别探讨了负载FeOOH纳米膜、H₂O₂浓度对降解有机物的效果影响以及纳米FeOOH/Mmt的稳定性。结果表明负载型α-FeOOH优于单纯α-FeOOH的光催化效果,对于罗丹明B体系,其矿化率提高30%;H₂O₂浓度在一定范围内增加有助于光催化反应的进行,但超过一定限值（对于苯酚5mM）,效果不再增强,过多的H₂O₂是·OH的清除剂;以光催化降解罗丹明B为例考察光催化材料的稳定性,在相同条件下,经过四次重复实验,无论从罗丹明B的TOC去除率还是从溶入溶液中的铁的浓度变化都说明以蒙脱石为基底物相为α-FeOOH和α-Fe₂O₃自组装纳米膜具有较好的稳定性。5)以纳米α-FeOOH/Mmt、α-Fe₂O₃/Mmt处理COD高达2500mg/l的二甲基亚砜工业废水。在350w氙灯照射下,光催化反应6h后COD均降低到700mg/L以下,且废水中刺激性气味基本消除。将α-FeOOH/Mmt、α-Fe₂O₃/Mmt与本研究组制备的其它光催化剂α-FeOOH/SO₃H-SAMs、α-FeOOH/TiO₂/SO₃H-SAMs、α-FeOOH/TiO₂/Mmt处理二甲基亚砜废水的效果进行比较,各催化剂对二甲基亚砜废水COD去除率均达到75%以上,综合考虑样品的经济性、制备程序的复杂性,α-FeOOH/Mmt最为经济和适用。6)初步探讨纳米FeOOH/Mmt复合材料处理地下水中主要污染物氯化物的应用效果。避光条件下,反应6h,α-FeOOH/Mmt和α-Fe₂O₃/Mmt水样中Cl^-1含量分别减少27%和24%,说明纳米FeOOH/Mmt具备一定的吸附Cl^-1能力;可见光条件下,水样中Cl^-1浓度均高于相应的避光条件下Cl^-1浓度,这显示有机氯部分氧化为Cl^-1进入水样中,此外Cl^-1浓度在前2h呈下降趋势,说明整个反应阶段同时存在着光催化氧化作用和吸附作用;空气的存在对有机氯的降解存在着一定的促进作用。