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基于过硫酸盐和H2O2的高级氧化技术因为处理效率高、周期短、适用范围广，已逐渐发展为处理水中难降解有机物的主流方法之一。论文研发了多种高性能非均相催化剂，活化过硫酸盐和H2O2以产生不同的活性氧物种，构建成为五种高级氧化体系，用于水中内分泌干扰物的降解。重点考察并对比了各体系的降解效能，使用自由基淬灭剂识别了活性氧物种种类，阐明了催化反应机制，优化了反应条件，并结合XRD、SEM、TEM、XPS、XRF等表征手段对固体催化剂的表面形貌、物理结构、化学组成及稳定性进行了研究。研究成果丰富了非均相高级氧化技术以及活性氧物种的理论体系，为水中有机污染物的高效降解去除提供了多种可选技术。主要研究内容和结论如下：
(1)首次将钢渣作为固体碱源，用于过硫酸盐的碱活化，以产生活性氧物种降解水中的双酚A。实验结果表明，在室温下，当投加3g/L的钢渣以及3g/L的K2S2O8时，溶液中的双酚A可在60分钟后被降解72%。根据自由基淬灭实验，体系中同时存在O2-?、SO?4?和?OH三种活性氧物种，对双酚A降解的贡献分别占68.97%，9.52%和21.51%。反应前后钢渣化学成分中的CaO及FeO含量均下降，因此推断该体系自由基的生成主要来自碱活化过程和少量的FeO催化过程。
(2)通过共沉淀法合成了负载于粉煤灰上的纳米Fe3O4颗粒(磁性粉煤灰催化剂)，分别催化K2S2O8和H2O2生成活性氧物种，有效降解了水中的双酚A，并系统地对两个体系进行了比较。在优化条件下，K2S2O8和H2O2两个体系内的60分钟双酚A降解率分别达到76.9%和90.1%，120分钟TOC移除率分别达到35.93%和23.86%。自由基淬灭实验结果显示，两个体系中的主导活性氧物种分别是?OH/SO?4?和?OH。根据反应产物分析(LC-MS)结果推断，主导自由基不同的体系内，双酚A的降解途径亦存在差异。反应前后催化剂表面的纳米Fe3O4颗粒均保持着良好的分散性和稳定性。H2O2体系的氧化剂使用效率明显高于K2S2O8体系，但后者对温度和溶液pH值变化的缓冲能力更高。而由于SO?4?对有机物的普适性低于?OH，使H2O2体系更易受到复杂水质的影响。
(3)尝试组合使用H2O2和K2S2O8，构成复合型氧化剂，达到取长补短的效果。复合型氧化剂经磁性粉煤灰催化剂活化后，当H2O2/K2S2O8投加比例为90/10(摩尔值)且溶液pH值小于催化剂等电点时，O2-?、SO?4?和?OH三种自由基可同时存在，且之间的相互干扰也最小，体系可在60分钟内完全降解水中双酚A。自由基淬灭实验结果表明，复合型氧化剂体系内的活性氧物种种类、存在比例及相互转化过程都会受到溶液pH值、固体催化剂表面性质以及氧化剂投加比例的共同影响，进而影响体系对双酚A的降解能力。
(4)通过共沉淀法合成了负载于海泡石上的纳米Fe3O4颗粒(磁性海泡石催化剂)，首次用于催化H2O2生成活性氧物种，降解水中双酚A。在溶液pH值为6时，投加1000mg/L的H2O2，可在30分钟内完全降解水中双酚A。活性测试和催化剂表征结果显示，由于海泡石载体具有优良的吸附能力，双酚A是通过“吸附-氧化-脱附”耦合过程被逐步降解的。利用海泡石载体的黏土特性，将粉末催化剂成型为柱状催化剂床层，填入固定床反应器，在常温下连续处理双酚A溶液30L，期间体系降解效率保持在80%以上，且柱状催化剂在反应期间保持了较好的结构稳定性。XPS结果显示，反应前后，活性组分Fe3O4内部的Fe2+/Fe3+比例由1:2.01变化至1:3.42，说明引发自由基生成链反应的Fe2+发生了向Fe3+的不可逆转化，被认为是催化剂活性下降的主要原因之一。
(5 )使用钢渣/K2S2O8、磁性粉煤灰/H2O2、磁性粉煤灰/K2S2O8、磁性粉煤灰/H2O2/K2S2O8、磁性海泡石/H2O2分别处理水中的阿莫西林、阿特拉津、邻苯二甲酸二丁酯三种结构不相同的内分泌干扰物。活性测试结果显示，以上五个非均相高级氧化体系对各类别内分泌干扰物的去除均有较高的普适性。但横向对比证实，因各体系内活性氧物种种类不同，对有不同物理化学性质的内分泌干扰物的降解能力存在差异。
(1)首次将钢渣作为固体碱源，用于过硫酸盐的碱活化，以产生活性氧物种降解水中的双酚A。实验结果表明，在室温下，当投加3g/L的钢渣以及3g/L的K2S2O8时，溶液中的双酚A可在60分钟后被降解72%。根据自由基淬灭实验，体系中同时存在O2-?、SO?4?和?OH三种活性氧物种，对双酚A降解的贡献分别占68.97%，9.52%和21.51%。反应前后钢渣化学成分中的CaO及FeO含量均下降，因此推断该体系自由基的生成主要来自碱活化过程和少量的FeO催化过程。
(2)通过共沉淀法合成了负载于粉煤灰上的纳米Fe3O4颗粒(磁性粉煤灰催化剂)，分别催化K2S2O8和H2O2生成活性氧物种，有效降解了水中的双酚A，并系统地对两个体系进行了比较。在优化条件下，K2S2O8和H2O2两个体系内的60分钟双酚A降解率分别达到76.9%和90.1%，120分钟TOC移除率分别达到35.93%和23.86%。自由基淬灭实验结果显示，两个体系中的主导活性氧物种分别是?OH/SO?4?和?OH。根据反应产物分析(LC-MS)结果推断，主导自由基不同的体系内，双酚A的降解途径亦存在差异。反应前后催化剂表面的纳米Fe3O4颗粒均保持着良好的分散性和稳定性。H2O2体系的氧化剂使用效率明显高于K2S2O8体系，但后者对温度和溶液pH值变化的缓冲能力更高。而由于SO?4?对有机物的普适性低于?OH，使H2O2体系更易受到复杂水质的影响。
(3)尝试组合使用H2O2和K2S2O8，构成复合型氧化剂，达到取长补短的效果。复合型氧化剂经磁性粉煤灰催化剂活化后，当H2O2/K2S2O8投加比例为90/10(摩尔值)且溶液pH值小于催化剂等电点时，O2-?、SO?4?和?OH三种自由基可同时存在，且之间的相互干扰也最小，体系可在60分钟内完全降解水中双酚A。自由基淬灭实验结果表明，复合型氧化剂体系内的活性氧物种种类、存在比例及相互转化过程都会受到溶液pH值、固体催化剂表面性质以及氧化剂投加比例的共同影响，进而影响体系对双酚A的降解能力。
(4)通过共沉淀法合成了负载于海泡石上的纳米Fe3O4颗粒(磁性海泡石催化剂)，首次用于催化H2O2生成活性氧物种，降解水中双酚A。在溶液pH值为6时，投加1000mg/L的H2O2，可在30分钟内完全降解水中双酚A。活性测试和催化剂表征结果显示，由于海泡石载体具有优良的吸附能力，双酚A是通过“吸附-氧化-脱附”耦合过程被逐步降解的。利用海泡石载体的黏土特性，将粉末催化剂成型为柱状催化剂床层，填入固定床反应器，在常温下连续处理双酚A溶液30L，期间体系降解效率保持在80%以上，且柱状催化剂在反应期间保持了较好的结构稳定性。XPS结果显示，反应前后，活性组分Fe3O4内部的Fe2+/Fe3+比例由1:2.01变化至1:3.42，说明引发自由基生成链反应的Fe2+发生了向Fe3+的不可逆转化，被认为是催化剂活性下降的主要原因之一。
(5 )使用钢渣/K2S2O8、磁性粉煤灰/H2O2、磁性粉煤灰/K2S2O8、磁性粉煤灰/H2O2/K2S2O8、磁性海泡石/H2O2分别处理水中的阿莫西林、阿特拉津、邻苯二甲酸二丁酯三种结构不相同的内分泌干扰物。活性测试结果显示，以上五个非均相高级氧化体系对各类别内分泌干扰物的去除均有较高的普适性。但横向对比证实，因各体系内活性氧物种种类不同，对有不同物理化学性质的内分泌干扰物的降解能力存在差异。