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随着经济的快速发展和社会的不断进步,水污染问题也越来越严重。印染废水具有排放量大、有机污染物含量高、难降解等特点,不仅严重威胁人类健康,也对水环境保护造成了巨大的挑战,因此,研究印染废水中有机污染物的处理技术具有十分重要的现实意义。高级氧化技术利用强氧化性的自由基来降解有机污染物,其中芬顿氧化法（Fenton）通过H2O2产生羟基自由基（?OH）来降解有机化合物;过硫酸盐氧化法通过催化材料活化过硫酸盐生成强氧化性物质(如硫酸根自由基,SO4·-)去除难降解有机污染物。近年来,铁基纳米颗粒因其价格低廉、易于回收、催化活性好等优点常被用做高级氧化技术的催化剂,由于不同种类铁基颗粒的催化机理差异较大,导致铁基非均相Fenton/过硫酸盐氧化体系在污染物降解路径、体系循环稳定性和适用性等方面存在显著差别。基于此,本文分别采用共沉淀法和溶胶凝胶法制备Fe3O4和Co Fe2O4催化剂,揭示了铁基非均相Fenton/过硫酸盐氧化体系对罗丹明B（Rh B）的催化降解机理和降解途径。然后,通过循环降解实验对不同氧化体系的稳定性、适用性进行了评价,最后,基于定量构效关系测试方法,分析了Rh B副产物的毒性,并对不同氧化体系降解污染物的成本进行了初步估算。（1）采用共沉淀法合成了磁性纳米Fe3O4催化剂,用于活化H2O2和过氧二硫酸盐（PDS）降解Rh B。首先,H2O2/Fe3O4体系在最佳工况条件下（Rh B浓度为20 mg/L,初始p H0为4,H2O2=7 m M,Fe3O4投加量为1.5 g/L）,60 min时Rh B降解率可达71.5%,其主要机理为Fe3O4表面的催化作用。在这个过程中,·OH是主要的活性物种。新形成的Fe2O3覆盖了Fe3O4表面的活性位点,阻碍了H2O2与Fe3O4的持续相互作用。PDS/Fe3O4体系在最佳工况条件下（Rh B浓度为20 mg/L,初始p H0为4,PDS=7 m M,Fe3O4投加量为1.5 g/L）,60 min时Rh B降解率可达98.5%,其中均相催化和非相催化具有同样重要作用。在此过程中,生成的S2O82-促进了铁物种循环,产生大量的·OH和SO4·-,从而显著提高了氧化体系的降解性能。两种氧化体系对Rh B的降解均经历了N-脱乙基化、发色团裂解、开环和矿化步骤。经过6次循环降解实验后,H2O2/Fe3O4体系和PDS/Fe3O4体系的Rh B降解率仍能达到67.3%和93.7%,且Fe3O4催化剂的质量损失率分别为2.68%和4.5%。对于H2O2/Fe3O4体系来说,碱性环境极大阻碍了Fe3O4催化H2O2分解,因此,H2O2/Fe3O4体系的p H应用范围较窄（4～6）;对PDS/Fe3O4体系来说,Fe3O4催化剂在较宽的p H范围内（4～10）都能高效活化PDS。与H2O2/Fe3O4体系相比,PDS/Fe3O4体系对实际水源（包括湖水、自来水和生活污水）和多污染物降解（包括亚甲基蓝、酸橙7、四环素和双酚A）的适应性更强,且两种氧化体系均有效地降低了污染物的毒性。经初步估算,H2O2/Fe3O4和PDS/Fe3O4体系的成本分别为6272元/天和6585元/天。（2）采用溶液凝胶法合成了磁性纳米Co Fe2O4催化剂,用于活化H2O2和过氧单硫酸盐（PMS）降解Rh B。首先,H2O2/Co Fe2O4体系在最佳工况条件下（Rh B浓度为10 mg/L,初始p H0为3,H2O2=10 m M,Co Fe2O4投加量为0.5 g/L）,90 min时Rh B降解率为95.5%,在这个过程中Fe物种和Co物种之间构成的氧化还原循环生成了大量·OH,即Co（Ⅱ）和Fe（Ⅱ）催化H2O2分解为·OH,生成的Co（Ⅲ）和Fe（Ⅲ）又被H2O2还原成Co（Ⅱ）和Fe（Ⅱ）。PMS/Co Fe2O4体系在在最佳工况条件下（Rh B浓度为10 mg/L,初始p H0为7,PMS=7m M,Co Fe2O4投加量为0.3 g/L）,90 min时Rh B降解率为100%,这是自由基(?OH,SO4·-和·O2-)和非自由基（~1O2）共同作用的结果。首先,Co（II）和Fe（II）与PMS反应生成SO4·-,生成的Co（Ⅲ）和Fe（Ⅲ）被PMS还原成Co（Ⅱ）和Fe（Ⅱ）,HSO5-促进了Co（II）/Co（III）和Fe（II）/Fe（III）的氧化还原循环,生成大量自由基(如·OH、SO4·-)。此外,Fe（II）还可以将Co（III）还原为Co（II）。对于非自由基反应过程,Co Fe2O4活化PMS的自分解生成?O2-,生成的?O2-能与H2O和·OH反应生成~1O2。此外,生成的SO5·-相互反应生成~1O2,进而氧化降解Rh B。两个氧化体系对Rh B的降解均经过N-脱乙基化、发色团裂解、开环和矿化步骤。经过5次循环降解实验后,H2O2/Co Fe2O4体系和PMS/Co Fe2O4体系的Rh B降解率仍能达到85.18%和92.39%,且Co Fe2O4催化剂的最高质量损失率仅为2.7%和39%。对于H2O2/Co Fe2O4体系来说,碱性环境大大阻碍了Co Fe2O4催化分解H2O2,因此H2O2/Co Fe2O4体系的p H应用范围较窄（3～5）,但Co Fe2O4催化剂在较宽的p H范围（4～9）可有效活化PMS。与H2O2/Co Fe2O4体系相比,PMS/Co Fe2O4体系对实际水源(包括Cl-、CO32-、HCO3-)和多污染物降解（包括双酚、苯酚和亚甲基蓝）的适应性更强。最后,两种氧化体系均有效地降低了污染物的毒性,据估算,H2O2/Co Fe2O4和PMS/Co Fe2O4体系的成本分别为9949元/天和5445元/天。