本发明提供一种纳米三氧化二铁、其制备方法及用途，纳米三氧化二铁具有以下结构式α-Fe₂O₃，所述纳米三氧化二铁使用Cu-Kα射线测量得到的X-射线粉末衍射在2θ为24.1°、34.4°、36.0°、41.2°、50.2°、53.3°、57.6°，62.2°和63.7°显示有特征峰。本发明提供的纳米三氧化二铁，采用该纳米三氧化二铁进行污水处理时，具有污水处理效率高的优点；而且纳米三氧化二铁为固体，可再生性能好，可以重复利用，所以可以降低污水处理的成本；并且，还具有操作简单的优点。