过硫酸盐氧化技术因其反应条件温和、装置简单、运营成本低等诸多优势，在废水处理领域备受关注，负载型催化剂具有活性组分负载量少、容易回收等优点，因此，将活性组分负载在载体材料上制备成非均相催化剂成为近年来的研究热点，现有的载体存在成本较高、效果不理想等诸多问题，因此，开发一种成本低廉、效果优异、具有广泛适用性的新型载体具有重要意义。
　　煤矸石是煤炭开采过程中伴生的且产量极大的固体废弃物，煤矸石主要成分为以硅铝酸盐形式存在的SiO2和A12O3，这两种成分均可以被利用制备催化剂载体。在此基础上负载催化过硫酸盐的活性组分，制备出改性煤矸石基过硫酸盐催化剂，并将其应用到废水降解中，从而达到以废治废的目的。本论文具体研究内容如下：
　　（1）为了将活性组分负载到质地坚硬、孔隙欠发达的煤矸石上，增加负载效率和负载金属的分散性，开发出一种新型制备负载型催化剂的方法。通过将活性组分的金属前驱体溶解于提前配制的缓冲溶液中，通过缓冲溶液中的活性金属离子在载体上缓慢、均匀沉淀增加负载效率，同时在溶液中缓慢滴加碱液以补偿活性金属组分沉淀的大量耗碱，进而避免溶液pH值的大范围波动。
　　（2）由于煤矸石结构复杂，为了便于探索煤矸石成分SiO2和A12O3用于制备催化剂载体的可行性，以具有与煤矸石组成相似的人工合成载体多孔SiO2进行研究。通过在多孔SiO2载体上修饰Al2O3然后负载钴活性组分，制备出具有不同Al2O3含量的负载型催化剂。以苯酚为模拟污染物、过硫酸氢钾为氧化剂，在中性条件下探究了催化剂对污染物的催化降解情况。通过考察金属负载顺序、负载量、焙烧温度等制备参数对样品催化活性的影响，为制备煤矸石基催化剂提供借鉴。研究表明，在载体SiO2上修饰的Al物种Al2O3能够有效促进活性组分催化活性的提高，在反应30min后对苯酚的氧化降解即可达到98%以上，并且样品在重复多次使用后仍可保持较高的催化活性。
　　（3）通过对煤矸石进行焙烧活化提高主要成分的可利用性，对其进行酸碱改性以丰富煤矸石的孔隙结构，在对硅铝酸盐形式的Al2O3再生后，采用缓冲溶液滴定法制备出系列过硫酸盐改性煤矸石基复合催化剂。以苯酚为模拟水中污染物，研究了酸碱用量、水热条件等制备因素对催化剂催化活性的影响，分析了煤矸石自身化学成分对所制备催化剂高效作用的内在机制。研究表明煤矸石在焙烧过程的扩孔作用提高了比表面积，增加了活性组分的负载含量。煤矸石中以硅铝酸盐形式存在的A12O3经再生后具有路易斯酸特性，能够协同活性组分提高催化活性。制备的煤矸石基过硫酸盐催化剂在多次重复使用后对苯酚的催化去除率仍可达到82%以上，表明催化剂具有优良的重复利用性能和良好的应用价值。