本文首先综述了臭氧的物理化学性质和在水处理方面的应用，提出了本论文的研究目的。研究内容包括两部分：单独臭氧氧化降解2,4-D的动力学和机理研究：催化臭氧化降解2,4-D的动力学和机理研究。 在臭氧化降解2,4-D的过程中，臭氧分子与2,4-D的直接反应是酸性条件下2,4-D降解的主要原因。当体系pH值升高时，臭氧在水中的分解加快，2,4-D的降解速率提高，原因是2,4-D的离解和臭氧分解产生的羟基自由基的共同作用。实验得出，臭氧化2,4-D的反应计量系数为η=2，绝对反应速率常数κ_2.4-D=30.83 L·mol^-1·S^-1，K_（?）=61.66 L·mol^-1·S^-1。 通过GC-MS，检测到反应中间产物2,4-二氯苯酚、2,4-二氯苯氧甲醛。通过HPLC检测到反应中间产物2,4-二氯苯酚、对氯苯酚、苯醌、草酸、顺丁烯二酸、反丁烯二酸等中间产物，并得出臭氧化降解2,4-D的可能路径。 尽管2,4-D臭氧化的降解率很高，但COD去除率不高，所以选择了Fe²⁺进行催化臭氧化2,4-D的研究，以提高COD去除率。在反应初始阶段，Fe²⁺浓度增大不利于2,4-D的降解，但一定时间后，催化臭氧化对2,4-D的降解速率就明显高于单独臭氧化降解的速率。酸性条件下，随着pH的增大，催化臭氧化2,4-D的去除率逐渐减小。随着温度的增大，催化臭氧化2,4-D的降解速率也逐渐增大。 在本实验条件下，TOC和COD的去除率分别达到34％和67％，比单独臭氧氧化的去除率有很大程度的提高，可以弥补单独臭氧处理的缺陷。用HPLC和GC-MS同时鉴定出三种中间产物，2,4-二氯苯酚、邻氯苯酚、对氯苯酚。用HPLC还检测到苯醌和顺丁烯二酸。用离子色谱检测出乙醇酸、乙醛酸和草酸。提出了2,4-D的催化臭氧化降解路径。