本论文从废水处理的角度出发，研究了层状复合金属氢氧化物（Layered double hydroxides，简写为LDHs）及复合金属氧化物（MixedMetal Oxides，简写为MMO）纳米粒子的制备及有序组装，并将其用于以S^2-为代表的无机阴离子污染物和以甲基橙（Methyl Orange，简写为MO）为代表的有机阴离子污染物的去除，考察了反应物的结构与去除性能的关系，对去除机理进行了系统而深入的研究。具体研究内容和实验结果如下：1、采用共沉淀法及成核／晶化隔离法分别制备了Cl^-、CO₃^2-插层的MgAl-LDHs纳米粒子，并以MgAl-CO₃-LDHs为前体制备出MgAl-MMO纳米粒子。利用MgAl-Cl-LDHs层间阴离子的可交换性及MgAl-MMO的结构记忆效应，详细探讨了反应物和产物的结构与去除性能的关系，研究了对S^2-的去除性能，提出了不同去除机理。结果表明，MgAl-MMO具有较MgAl-Cl-LDHs更为优良的去除S^2-性能。在pH值为9时，S^2-发生水解且主要以HS^-存在于溶液中。采用MgAl-Cl-LDHs时，HS^-的离子交换能力比Cl^-弱，不能通过与Cl^-交换进入层间，去除机理主要是表面吸附HS^-及将其氧化成S₂O₃^2-。在MgAl-MMO体系中，HS^-在MMO的结构恢复过程中迅速进入层间，同时HS^-被MgAl-MMO催化氧化成S₂O₃^2-、S₂^-和S₃^-，极大的提高了去除能力。Mg／Al比为2的LDHs在500℃下焙烧的产物MgAl-MMO对S^2-的去除率能够达到98％以上，以MgAl-MMO去除S^2-的方法可作为一种高效除S^2-的方法。2、采用设备要求简单、操作容易的溶剂蒸发法，成功地将ZnAl-NO₃-LDHs纳米粒子有序组装成薄膜，并以其为前体制备出粒子有序组装的ZnAl-MMO薄膜。采用成核／晶化隔离法制备粒径分布均匀的LDHs纳米粒子，将其配制成一定浓度的悬浮液并蒸发溶剂制备ZnAl-NO₃-LDHs薄膜。研究表明LDHs粒子间存在面-面作用和边-边作用，能够形成均匀致密的（001）取向LDHs薄膜。该ZnAl-NO₃-LDHs薄膜具有单分散的纳米粒径、良好的（001）取向和透明性、大面积（可达厘米级）连续的特点。将其高温焙烧经过拓扑转化可制备出粒子分散均匀、具有（002）择优取向的、大面积连续的ZnAl-MMO薄膜。3、以MO模拟水体有机阴离子污染物，研究了ZnAl-NO₃-LDHs及ZnAl-MMO薄膜对MO的去除性能，详细探讨了反应物及产物的结构与去除性能的关系，提出了不同去除机理。研究表明ZnAl-NO₃-LDHs薄膜去除MO的机理为离子交换和表面吸附。当反应温度为50℃时，ZnAl-NO₃-LDHs薄膜对初始浓度为20mg／L的MO水溶液的吸附量最大可达196.68mg／g，去除率高达97.92％，且反应96h后仍保持薄膜的形貌和取向性。以ZnAl-NO₃-LDHs薄膜去除MO的方法可以作为一种高效去除低浓度MO的方法。ZnAl-MMO薄膜去除MO的机理仅为吸附，对MO的吸附量和去除率较低。