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近几年来,世界范围内工业废水引起的水污染问题日益突出,已对生态环境和人类身体健康构成威胁。高级氧化技术（AOPs）已被广泛用于处理难降解的有机污染物,其中基于过一硫酸盐（PMS）的高级氧化技术,因其具有价格低廉、氧化还原电位高等优势受到了人们的广泛关注,在有机污染物降解方面具有较大的应用潜力。在活化过硫酸盐氧化技术中,采用过渡金属离子对PMS进行活化较为常用。然而过渡金属离子难以回收并对环境造成污染,在实际应用中受到限制。金属酞菁是由18个π电子构成的大环化合物,中心金属与氮原子以配位键的形式固定在四个吡咯环间,可以有效避免金属以离子的形式溢出,使其广泛应用于催化领域。但是金属酞菁分子间易形成π-π共轭堆叠结构,在水中大多以聚集形式存在使其活性不高。另外,金属酞菁除了周围四个氮原子配位外,还可以通过轴向配位的形式调控活性位点,从而影响酞菁衍生物的催化氧化能力。本论文主要通过设计不同类型的吡啶轴向配体,调控金属酞菁衍生物的催化性能,暴露出更多的活性位点,从而提高催化活性。进一步采用静电纺丝技术将催化剂负载到聚丙烯腈（PAN）上得到纳米纤维,PAN分子链可将金属酞菁分子相互隔离并有效分散,避免了酞菁分子的聚集,提高了循环使用性能。并本文对催化剂及负载纤维的催化性能、催化机理、降解产物以及降解路径进行研究。内容主要有以下三个方面:1.先将4-氨基吡啶与异烟酰氯盐酸盐（INA）反应,通过酰胺键合得到带有酰胺基团的双吡啶结构,其两端再与铁酞菁（Fe Pc）以轴向配位的方式制备得到单酰胺基团吡啶桥键金属酞菁催化剂（Fe Pc-Py-INA）。通过扫描电子显微镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）、二维X射线衍射（XRD）等仪器对样品进行表征,结果表明Fe Pc的中心金属原子与吡啶基团上的氮原子成功配位。以卡马西平（CBZ）为目标污染物,研究Fe Pc-Py-INA在暗反应条件下催化活化PMS的性能。Fe Pc-Py-INA可在10 min将CBZ完全降解,相比较而言,Fe Pc对CBZ的去除率仅为65%,说明通过轴向配位的形式可以显著提高金属酞菁的催化性能。通过捕获剂淬灭实验和电子顺磁共振波谱（EPR）方法研究体系的催化机理,发现~1O2和O2·-是催化降解CBZ的主要活性种。2.为了进一步研究带有双吡啶官能团的桥键结构对催化性能的影响,以不同键合方式得到吡啶桥键金属酞菁,通过草酰氯（COCl）引入含有双酰胺的对称结构,再通过Fe Pc与其两端以轴向配位的方式制备得到双酰胺基团吡啶桥键金属酞菁催化剂（Fe Pc-Py-COCl）,并将Fe Pc-Py-COCl与Fe Pc-Py-INA分别负载到PAN上制得催化纳米纤维。通过FTIR、XRD和紫外-可见光漫反射光谱（DRS）等研究发现,吡啶桥键金属酞菁粉末催化剂已均匀负载到PAN上。相比较而言,Fe Pc-Py-COCl/PAN在暗反应条件下可以更快速有效地去除CBZ,30 min内去除率高达99.1%。通过捕获剂淬灭和EPR实验发现该体系中~1O2和O2·-对CBZ的降解发挥主要作用,·OH与SO4·-发挥次要作用。通过超高效液相色谱-质谱联用仪（UPLC-HDMS）研究了Fe Pc-Py-COCl/PAN纳米纤维活化PMS催化氧化CBZ和磺胺喹噁啉钠（SQX）的降解历程,检测到8种CBZ的中间产物和7种SQX的中间产物,随着反应的进行,CBZ和SQX会发生开环和化学键的断裂,最终被氧化成小分子酸化合物。3.为了进一步优化轴向吡啶的配位基团与金属酞菁之间的相互作用,本论文还研究了自身具有吡啶基团的金属酞菁衍生物。先制备得到带有氨基的铁酞菁（Fe MATNPc）,通过INA上的酰基与Fe MATNPc中的氨基进行酰胺键合,INA上吡啶基团的氮原子与Fe MATNPc中的金属离子进行轴向配位,制备得到环外吡啶桥键金属酞菁衍生物（Fe MATNPc-INA）,并成功负载在PAN上形成Fe MATNPc-INA/PAN催化纤维。通过FTIR、XRD、SEM和X射线光电子能谱（XPS）等研究发现,Fe MATNPc与INA之间是依靠轴向配位的配位键和酰胺键合共价键的作用。该催化纤维在暗反应条件下能有效活化PMS,对CBZ等多种有机污染物进行有效降解,并在大量无机阴离子存在的环境下仍具有较好的催化性能。通过二甲基亚砜（DMSO）氧化、捕获剂、以及EPR实验表明该催化纤维通过活化PMS形成O-O键,轴向配位结构会促进O-O键发生均裂和异裂分别形成Fe（IV）=O活性物种和SO4·?,SO4·?又与H2O反应生成·OH,共同促进CBZ降解。最后,通过UPLC-HDMS对CBZ的降解过程进行了研究,得出了CBZ可能的降解路径,结果表明,活性物种的不同使得目标污染物的降解路径也有所不同。还研究了氯离子对CBZ降解产物的影响,在反应中发现氯代副产物,但随着反应的进行,生成的氯代副产物以及其他中间产物均能被进一步深度降解。本论文为开发具有优异活性和可回收性的轴向配位金属酞菁催化剂提供了一种新思路。