氯酚类难降解污染物被广泛用于漂白剂、杀虫剂等产品,可通过各种途径对生态系统和生物个体产生威胁,如何消除水中的氯酚污染是近年来的研究热点。芬顿氧化技术具有氧化能力强、反应速率快、氧化剂H₂O₂无二次污染等优点,但存在反应需要酸性环境、Fe（Ⅲ）向Fe（Ⅱ）转化速率过慢、Fe（Ⅲ）沉淀造成污泥量大进而增加后续处理负担等缺陷。为了改善芬顿氧化技术的缺陷,向芬顿体系中添加配体被认为是可行的,但现存的配体仅从单方面改进了芬顿技术,例如,提高Fe（Ⅲ）或Fe（Ⅱ）在p H>3的溶解度、提升Fe（Ⅲ）向Fe（Ⅱ）的还原速率、采用草酸或氨基三乙酸等配体时需添加羟胺或者光照等辅助措施以提高污染物的降解效能等。本文围绕上述问题,优化制备了一种含氮电子供体的吡啶酰胺（dpa）配体,并进一步制备得到基于Fe-N配位键的络合物,用于构建吡啶酰胺铁类芬顿体系催化氧化降解水中氯酚污染物。从制备吡啶酰胺铁（Fe-dpa）催化剂出发,探究了吡啶酰胺配体结构、铁源种类、合成溶剂、有机碱及外加光照对催化剂活性的影响。利用多种表征手段对Fe-dpa进行结构和形貌分析,结果表明,以四个Fe-N配位键成功地在dpa分子中引入Fe,剩余的两个Fe-Cl键是易变位点,它们容易与H₂O₂发生配体交换进而与中心Fe离子键合,无需光照的激活即可开启催化氧化降解反应。选取2,4-二氯酚（2,4-DCP）为目标污染物,比较了Fe-dpa和芬顿试剂Fe的催化性能,结果表明,在p H 3.2的Fe（Ⅱ）/H₂O₂和Fe（Ⅲ）/H₂O₂体系中,2,4-DCP的去除率分别为89.5%和39.4%,而在p H 9.0的Fe（Ⅱ）-dpa/H₂O₂和Fe（Ⅲ）-dpa/H₂O₂体系中,2,4-DCP的去除率分别提升至98.8%和94.8%,并且Fe（Ⅱ）-dpa与Fe（Ⅲ）-dpa催化降解2,4-DCP的反应速率表现相当,这归因于dpa配体对Fe离子的络合能力和其自身的还原能力,dpa不仅使Fe离子在碱性条件下处于溶解态以保持活性,而且显著地提高了Fe（Ⅲ）向Fe（Ⅱ）的转换速率,使得体系维持了较高的总Fe和Fe（Ⅱ）浓度水平。此外,Fe-dpa对斑马鱼存活率和大白菜种子发芽率的毒性作用试验结果表明,Fe-dpa的生物毒性很低。采用优化制备的Fe-dpa构建Fe-dpa/H₂O₂类芬顿体系,并探究该体系的催化氧化除污染效能和反应机理,结果表明,dpa显著地促进了Fe离子的催化能力,Fe离子与dpa之间的协同作用将Fe离子的催化反应速率提高了941%,同时H₂O₂的活化效能和利用率也得到提升。Fe-dpa/H₂O₂体系对4-氯酚、2,4-DCP、2,4,6-三氯酚、2,3,4,6-四氯酚和五氯酚的降解具有一定的选择性,容易选择降解相对富电子的氯酚。Fe-dpa/H₂O₂体系的活性物质包括高价态铁氧化物（dpa-Fe（V）=O/dpa-Fe（IV）=O）、超氧自由基（O₂^-·）和羟基自由基（HO·）,它们对降解2,4-DCP的贡献率分别约为82.4%、14.3%和3.3%,这表明dpa-Fe（V）=O/dpa-Fe（IV）=O是主要的活性物质。利用Fe-dpa的电化学分析从电子转移角度揭示Fe-dpa与H₂O₂之间的相互作用,Fe-dpa与H₂O₂之间的电势差使得Fe-dpa催化H₂O₂的反应自发地进行。由于Fe-dpa/H₂O₂体系存在多种活性物质,2,4-DCP的去除率不受共存阴离子Cl^-、SO₄^2-、BrO₃^2-、PO₄^3-、NO₃^-和CO₃^2-的干扰。但是,由于部分Fe-dpa在反应过程中处于可溶解态,这使得Fe-dpa的重复利用和回收效果不理想。为了提高Fe-dpa的重复利用性和回收性,通过酰胺基团（-NH-CO-）将Fe-dpa负载于SiO₂的表面,探究了Fe-dpa的负载（≡dpa-Fe）及其强化降解2,4-DCP的效能与机理,结果表明,与p H 8.0下的Fe-dpa/H₂O₂体系相比,Fe-dpa@SiO₂/H₂O₂体系将2,4-DCP的去除率由44.8%提升至95.0%,Fe-dpa和SiO₂之间的协同作用将Fe-dpa的催化反应速率提高了135%,同时将Fe离子的催化反应速率提高了三个数量级,H₂O₂的活化率和利用率也分别提高了100%和18.3%。值得注意的是,以锚固状态在SiO₂表面生成的高价态铁氧化物≡dpa-Fe（V）=O/≡dpa-Fe（IV）=O仍是主要的活性氧化物质。SiO₂载体从两个方面强化了Fe-dpa的催化性能:一是SiO₂使得活性位点≡dpa-Fe（V）=O/≡dpa-Fe（IV）=O被隔离,抑制了它们与H₂O₂的副反应,提高了Fe-dpa的催化活性;二是SiO₂协助Fe-dpa抵抗了酸致其脱金属的作用,调控了Fe-dpa在中性p H附近的结构,增强了Fe-dpa的稳定性。由于Fe-dpa被负载于SiO₂表面,≡dpa-Fe（V）=O/≡dpa-Fe（IV）=O对2,4-DCP的降解是一个异相反应过程,而HO·/O₂^-·free与HO·/O₂^-·ads之间存在一个界面迁移过程,因此,HO·和O₂^-·对2,4-DCP的降解涉及均相和异相两个反应过程。2,4-DCP的降解产物在反应溶液和催化剂表面的分布比例也证实了这一点。最后,2,4-DCP的去除率在Fe-dpa@SiO₂三次连续循环使用中变化差异性小,反应前后Fe-dpa@SiO₂的表面物化性质均未发生明显变化,并且≡dpa-Fe可回收利用,提高了Fe-dpa@SiO₂在实际水处理应用中的价值。