本发明提供了一种废水中直接合成纳米粒子及其应用于水处理的方法。利用炼油碱渣废水的强碱性和高硫化物含量，以金属盐类化合物为原料采用直接沉淀法合成出了具有一定光催化活性的纳米粒子，合成温度在60-100^oC，合成过程简单，条件温和。另外，我们用合成的纳米粒子做催化剂，H₂O₂作氧化剂催化双氧水降解炼油碱渣废水和模拟废水。结果表明本发明合成的纳米粒子均具有很高的光催化活性。利用这种方法不仅有效的利用了炼油碱渣废水，而且还直接合成出了粒径较小的纳米粒子，达到一举两得的效果。