地下水和地表水中均存在大量的难降解有机污染物,高级氧化技术是消除和降解有机污染物最为有效的方法。在众多的高级氧化技术中,过硫酸盐（过一硫酸氢盐,PMS;过二硫酸盐,PS）与双氧水和臭氧相比,它更稳定且价格低廉,而且产生的活性氧种类更多,可以实现多种不同氧化能力的活性氧存在。所以,能够发展一种新的非均相催化氧化技术,可以实现活性氧种类和数量的调控以及提高过硫酸盐甚至是活性氧的利用效率是本论文关注的重点。本文围绕过硫酸盐催化分解的机理探究,活性氧调控的非均相催化剂设计,以及活性氧的利用效率这几方面,主要开展了以下四个部分的研究工作:（1）制备了系列锰基氧化物（Mn₂O₃）催化剂,以苯酚的降解速率来评判它们活化PMS的性能。结合电子自旋共振技术（EPR）和活性氧抑制实验,发现了锰基氧化物活化PMS产生单线态氧（¹O₂）的新路径和新机理,而且单线态氧产生的数量与锰氧化物的制备方法和形貌密切相关。证实了多级结构Mn₂O₃花状微球是最好的PMS活化剂,多级结构Mn₂O₃能够在40分钟内将苯酚完全降解。因为PMS产生¹O₂是一个自分解过程,通过活化能的计算,不同形貌结构Mn₂O₃的活化能大小是随着催化性能的提升而减小的,而且PMS的分解效率与它们的催化性能遵循同样的顺序。正是因为多级结构Mn₂O₃花状微球具有最低的活化能,PMS在催化剂的表面更容易发生自分解反应,产生更多的单线态氧,这是催化性能提升的主要原因。（2）在多级结构Mn₂O₃的基础上进行Ce的掺杂,发现4 wt%Ce的引入可将Mn₂O₃活化PMS降解2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的效率从82.10%提升至100%,相应的准一级反应速率常数可从1.86×10^-2 min^-1增大至6.68×10^-2 min^-1。进一步根据EPR、活性氧抑制实验以及XPS表征分析,Ce掺杂Mn₂O₃活化PMS不仅产生¹O₂,还产生了一定量的·OH和SO₄^·-,这主要是由于Ce的掺杂引入了不同价态的Ce以及使Mn的价态发生改变。可以通过调控过一硫酸氢盐的分解让其既遵循电子转移机理产生活性自由基,又可以降低其活化能遵循能量转移机理产生¹O₂。随着Ce掺杂量的增加,SO₄^·-和·OH对2,4-DCP降解的贡献增大。我们首次实现了活性氧物种的调控,这是2,4-DCP降解速率和降解效率显著提升的根本原因。（3）针对过硫酸盐催化剂的专属催化问题,发展了一种既能高效活化PMS又能活化PS的催化剂。以多级结构Mn₂O₃为载体,通过Ag纳米颗粒的负载制备了一种高效活化PMS和PS的非均相催化剂。在PMS体系中,Ag/Mn₂O₃可将苯酚在90 min时完全降解;而在PS体系中,苯酚的去除率也可达93.17%,反应速率常数是Ag纳米颗粒的4.40倍,是Mn₂O₃的11倍。Ag与Mn₂O₃之间的强关联作用增强了催化剂的电子转移能力,加速催化反应中活性自由基·OH和SO₄^·-的生成。利用金属Ag与载体Mn₂O₃的强关联作用,既减少了Ag的使用量和提高了Ag的分散度,又解决了常规催化剂专一性的缺陷,为多相催化过硫酸盐体系催化剂的研发提供了新的思路。（4）除了活性氧的调控和过硫酸盐活化机理的研究,如何提高活性氧的利用效率,缩短活性氧与污染物发生作用的距离是本章的研究内容。设计合成了一种以活性碳（AC）为载体,负载Ag-AgI异质结构的非均相催化剂。在催化剂用量为0.05 g/L,PS用量为5 mM,2,4-DCP初始浓度为100 mg/L的条件下,2%Ag-AgI/AC能在90 min内将2,4-DCP完全降解。利用AC自身的强吸附能力和催化能力,混合价态Ag的存在（Ag⁰和Ag⁺）以及Ag的Plasma特性,仍然可以实现多种活性氧(¹O₂、·OH和SO₄^·-)的调控。Ag-AgI/AC催化剂活化PS的过程中,生成的活性氧主要是¹O₂和·OH,仅有少量的SO₄^·-存在。此外,由于AC对污染物的富集作用,实现了界面催化PS产生活性氧和污染物界面富集、降解同时发生的过程。