随着工业的快速发展,酚类化合物对水资源的污染日益严重。其中,对硝基苯酚（4-NP）是常见的有毒污染物之一,由于其较高的毒性和稳定性,且难以降解,对人类健康和生态环境造成不可逆的伤害。采用催化还原法将4-NP催化加氢转化为对氨基苯酚（4-AP）是非常理想的,既可以降低毒性,又可得到广泛应用于工业的中间体,但在催化还原过程中,关键是高效、稳定的催化剂的开发。因此,本文以泡沫铜（CF）为基底合成了普鲁士蓝类似物及其衍生物材料,采用X射线衍射仪（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）,物理吸附仪（BET）和X射线光电子能谱（XPS）等表征手段分析材料的微观形貌、结构组成和理化性质,研究了材料对水中有机污染物的还原性能,并对催化还原反应的动力学及反应机理进行了探究,具体研究内容如下:采用以泡沫铜为基材,通过界面氧化还原反应和原位沉积作用合成了整体式微结构催化剂PBAs/CF,微观表征结果表明,合成产物为形貌规则的立方体,均匀分散在泡沫铜骨架上。研究了该催化剂催化还原水中4-NP的性能,通过间歇反应考察了反应动力学、温度的影响、反应活化能和可能的反应机理,通过连续反应考察了流速、催化剂床层厚度的影响以及穿透曲线。结果表明,PBAs/CF表现出优异的催化活性,4 min内4-NP的转化率达到100%,速率常数和TOF值均较高,该材料即使连续进行6次循环实验且无需再生,仍能表现出良好的稳定性和循环使用性。此外,通过自制的固定床反应器模拟连续流反应,表明PBAs/CF在连续还原4-NP方面具有优异的催化性能。采用与上述工作相似的方法,在酸辅助的条件下,快速合成了APBAs/CF纳米球。然后,通过热处理得到具有多孔球形材料O-APBAs/CF。研究了该材料催化还原水中4-NP的性能,通过间歇反应和固定床连续反应,考察了温度、溶液p H、流速和4-NP的初始浓度对还原反应的影响。结果表明,该催化剂对4-NP的还原具有较高的催化活性,3 min内4-NP的转化率约为100%,且该材料具有良好的稳定性和重复使用性。同时发现,其对MB和CR也具有良好的催化性能,表明该材料具有很好的普适性。通过对反应前后催化剂表征分析,提出了可能的反应机理。结果发现,得益于多价态金属离子对较小的电荷转移电阻,促使反应快速进行。