Fe₃O₄纳米材料显示了与其相态、尺寸以及形貌相关的物理化学性质，引起科研工作者的广泛兴趣。随着纳米科学技术的发展，Fe₃O₄纳米材料已应用于各个领域。目前，Fe₃O₄纳米材料通常使用热分解法合成，但是该方法成本高，温度高，对环境有一定污染性。本论文在100℃条件下，采用简单的络合共沉淀法直接合成Fe₃O₄纳米粒子及纳米超结构，通过X射线粉末衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、穆斯堡尔谱仪和超导量子干涉磁强计（SQUID）等对样品进行表征。并研究了Fe₃O₄纳米材料作为吸附剂去除重金属离子的能力。采用改善的络合共沉淀法，在100℃下制备单分散，高结晶度，高饱和磁化强度的Fe₃O₄纳米粒子。通过强络合剂的引入实现晶体的缓慢生长。合成的纳米Fe₃O₄的粒子尺寸随反应时间的延长而增加。反应时间从1小时增加到20小时后，粒子尺寸从7.1nm增大为10.2nm。合成的纳米粒子为单晶，所合成样品的饱和磁化强度均达到70emu g-1，达到或超过热分解法获得的相同粒径纳米Fe₃O₄粒子的饱和磁化强度。Fe₃O₄纳米粒子对重金属污染离子Cr （VI）具有良好的吸附性能。与Fe₃O₄纳米粒子的合成相同，采用不同的药品添加顺序，在低温下，在水溶液中一步合成了三维自组装牡丹花状Fe₃O₄纳米超结构。随反应时间的不同，产物具有不同的形态，反映了产物的形成机理。此反应无需表面活性剂，也无需高温煅烧处理。获得的牡丹花状Fe₃O₄纳米超结构具有铁磁性，饱和磁化强度在295K达到88.4emu g-1，并显示了较高的低场隧道磁阻效应，在室温1T磁场下，磁阻值达到-2.0%。将产物用作吸附剂对废水进行处理，结果显示自组装牡丹花状Fe₃O₄纳米超结构能够很好地吸附污染水体中的重金属Cr （VI）离子，吸附容量为5.24mg g-1。对吸附机理、吸附动力学及吸附等温线进行了分析研究。为了控制铁离子的水解，研究了水/醇反应体系中，溶剂对合成纳米Fe₃O₄及其三维超结构的影响。在乙二醇的水醇体系中，合成了Fe₃O₄纳米粒子的自组装微球。而在乙醇的醇水体系中，合成的样品为Fe₃O₄纳米片结构。