我国是一个水资源短缺的国家,而随着现代化进程的加速推进,水资源的污染亦日益严重,其中有机物的污染,特别是难降解的有机物的污染问题成为急需解决的问题。在各种水处理技术中,高级氧化技术(AOP)因其氧化效率高、除污效果好而受到人们的关注。其中,臭氧高级氧化技术有着广阔的应用前景。臭氧高级氧化技术是臭氧在其它因素的作用下,产生活泼的自由基(主要是羟基自由基HO.)与污染物反应。与臭氧相比,羟基自由基HO-与有机物的反应速率有很大的提高,对有机物的降解可达到满意的效果。目标去除物硝基苯是一种难降解的、高化学稳定性的有机污染物,还是一种致癌物质,难于被强氧化性的臭氧分子直接氧化。本文主要研究采用硅-羟基氧化铁(Si-FeOOH)作催化剂,探讨单纯臭氧氧化、臭氧/Si-FeOOH催化臭氧氧化去除硝基苯的效果,分析催化剂Si-FeOOH的重复利用率,研究臭氧、臭氧/催化剂氧化硝基苯的反应速率常数。制备催化剂Si-FeOOH,代替机械强度低,性质不稳定的FeOOH。从其溶液浑浊度、铁溶出的大小及回收率的大小三方面判断Si-FeOOH与FeOOH重复利用效果。结果表明Si/Fe摩尔比为0.2的Si-FeOOH最适宜于实际应用。对O3、O3/Si-FeOOH、O3/FeOOH催化氧化去除硝基苯的影响因素进行了分析。从催化剂投量、臭氧投量、催化剂的不同Si/Fe摩尔比、溶液初始pH值、羟基自由基抑制剂叔丁醇的加入及催化剂重复利用几个方面进行了研究。结果表明：催化剂的加入提高了硝基苯的去除效果。O3/FeOOH体系对硝基苯的氧化去除效果最好,O3/Si-FeOOH对硝基苯的氧化去除效果次之,而单纯臭氧对硝基苯的去除效果最差。催化剂投量为0.1g/L时对硝基苯的去除效果最好。采用Si/Fe摩尔比为0.2的Si-FeOOH时,硝基苯的去除效率随着臭氧投加量的增大而增大。不同Si/Fe摩尔比的Si-FeOOH对硝基苯的去除效率随着Si/Fe摩尔比的增大而降低。反应液的初始pH值对催化臭氧降解效果有很大的影响,随着pH值的增大,硝基苯的去除效果也随之增大,pH=9与pH=11的时,硝基苯的去除效果相差不大。叔丁醇的加入降低了硝基苯的去除效果,说明催化反应是以羟基自由基的氧化为主的间接反应。重复利用的Si-FeOOH对O3/Si-FeOOH氧化去除硝基苯的效果没有太大的影响,即Si-FeOOH是一种可以多次重复利用的催化剂。而FeOOH由于回收率小,重复利用后的催化效果较差。考察了臭氧单纯氧化及臭氧/催化剂氧化硝基苯的动力学模型,比较了两反应体系反应速率常数的大小,计算了直接氧化及间接氧化在各自体系所占得比例的大小。结果表明：在03及O3/Si-FeOOH体系中,O3/Si-FeOOH体系氧化硝基苯的速率明显高于O3体系。而加入叔丁醇时,两体系的反应速率常数很接近,说明叔丁醇的加入有效地抑制了羟基自由基HO·的间接氧化反应,此时起氧化作用的氧化剂均为臭氧。在O3、O3/Si-FeOOH体系中,间接氧化占总反应的比例分别为41.7%、63.9%,可见在O3/Si-FeOOH体系中,间接氧化反应是硝基苯降解的主要过程。