废水中的有机污染物不仅给动植物和人体带来危害,还对整个环境生态系统造成巨大的威胁。因此,高效处理废水中的有机污染物迫在眉睫。铁基纳米氧化物由于在自然界中含量丰富且对环境无害,具有纳米材料的小尺寸、量子尺寸效应等特点,使其在废水处理领域占有重要的地位。本论文采用溶剂热法结合控制水解法合成了梭状形貌的纳米羟基氧化铁（β-FeOOH）及其复合物,应用于有机废水的吸附和光催化处理,为其在废水处理领域的应用提供理论支持。具体研究内容如下:采用绿色、简单的溶剂热法合成了具有梭状形貌的β-FeOOH纳米材料,通过一系列表征手段对其形貌和结构特征进行了考察。在此基础上,进一步研究了合成条件对材料形貌结构的影响,进而探讨了合成机理。结果表明,溶剂热温度对β-FeOOH的形貌产生重要影响,随着温度升高,产物的形貌由最初的长棒状到梭状,最后变为不规则的球状;适当比例的丙三醇和水分子吸附在晶核表面上,对梭状β-FeOOH纳米晶体的成核和生长具有显著的影响。以高浓度刚果红（CR）溶液模拟有机染料废水,将合成的梭状纳米β-FeOOH材料应用于废水的吸附去除研究。考察了不同吸附条件对β-FeOOH纳米材料吸附CR的影响,同时对吸附过程的吸附动力学和吸附等温线进行拟合,以探究污染物吸附去除的机理。结果表明,吸附效果取决于吸附剂用量、溶液pH值、反应时间和初始染料浓度。吸附剂最佳用量为0.035 g,吸附平衡时间为30 min,在较宽的pH范围（6-12）都有良好的吸附效果;最大吸附容量达到714.29 mg/g,远高于多数相近的吸附材料。吸附动力学数据与拟二级动力学模型吻合良好;吸附过程符合Langmuir和Freundlich吸附等温线模型。结合红外光谱表征手段分析了吸附机理,吸附过程不仅涉及静电相互作用,还涉及离子交换或官能团的结合。β-FeOOH即使对高浓度CR废水（1000 mg/L）也能达到90%的处理效果。以梭状纳米β-FeOOH为前体采用控制水解法合成了Fe-Ti纳米复合材料,并以该复合材料为催化剂构建了光催化过硫酸盐体系,在模拟太阳光条件下研究了催化过硫酸盐降解有机物的性能;通过自由基捕获及红外实验考察了污染物降解的机理。结果表明,钛氧化物和β-FeOOH复合之后得到Fe-Ti纳米复合催化剂,其响应波长延长到可见光区,这可以充分利用模拟的太阳光源。本实验所构建的光催化过硫酸盐体系能够快速高效地降解罗丹明B（RhB）;合成过程中钛酸四丁酯的添加量为600μL时,得到Fe-Ti复合催化剂的光催化性能最好;该体系中氧化剂过硫酸钾（K₂S₂O₈）的最佳用量为1g/L,催化剂添加量为1 mM;在较宽的pH范围（2-7）都有良好的降解效果。通过循环利用实验表明该催化剂具有良好的稳定性和重复利用性。通过自由基捕获表明SO₄^·-、·OH、·O₂^-自由基和光生空穴（h⁺）参与了有机污染物的氧化降解,其中SO₄^·-自由基是RhB降解的主要活性氧物种,而·OH、·O₂^-自由基和h⁺起辅助作用。进一步研究发现,该光催化过硫酸盐体系不仅能用于单一的RhB染料的去除,对于多种有机物（亚甲基蓝、甲基橙、苯酚和双酚A）也具有普遍适用性。结果表明,本论文中构建的光催化过硫酸盐体系能够成为处理难降解有机废水的一种高效的催化氧化技术。