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经验,重点探讨了近年来发展起来的金属及金属氧化物催化臭氧化技术。基于臭氧水处理领域的研究现状和一些不足,提出了本论文的研究目的和主要任务。本论文的研究内容主要包括三部分:臭氧及Mn²⁺催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的动力学及机制研究;Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的动力学研究;Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃催化臭氧化降解硝基苯和草酸的动力学研究。在第四章中,研究了臭氧及Mn²⁺催化臭氧化降解2,4-滴丙酸（DCPP）的降解效率,并对该过程的动力学特性和降解机理进行了探讨。结果表明,2,4-滴丙酸与臭氧的反应速率常数为（0.733±0.163） L·mol?1·s?1,与羟基自由基的反应速率常数为2.367×109 L·mol?1·s?1,以上结果与单独臭氧化和Mn²⁺/O₃降解2,4-滴丙酸的表观反应速率常数相一致。与单独臭氧化Rct （1.859×10-9）相比,Mn²⁺催化臭氧化体系的Rct （7.314×10-9）有明显提高,表明催化臭氧化体系能产生更多的羟基自由基。O₃和Mn²⁺/O₃降解DCPP过程总有机碳（TOC）去除率的分析结果较好地证明了这点。气相色谱-质谱联用仪（GC/MS）和离子色谱（IC）的分析结果显示,臭氧及Mn²⁺催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的中间产物主要包括2,4-二氯酚、邻氯对苯二酚、邻氯对苯醌、丙醇酸、丙酮酸、乙酸、草酸,在此基础上提出了臭氧及Mn²⁺催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的可能降解历程。在第五章中,采用浸渍法制备了以活性Al₂O₃为载体的双组分催化臭氧化催化剂Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃,并利用该催化剂催化臭氧化降解了2,4-滴丙酸。结果表明,负载双组份活性组分Fe3O4和CoO能显著提高臭氧化2,4-滴丙酸的COD去除效率,相同条件下臭氧化的效率提升近5倍。pH对Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃催化臭氧化降解2,4-滴丙酸的效率并没有明显影响,但与单独臭氧化相比,该催化体系更加适合在酸性条件下应用。Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃对水中臭氧有较好的催化分解活性,臭氧分解的速率常数（ ）达3.370×10-3 s-1,高于二次水中臭氧的分解速率常数（ ）1.380×10-3 s-1。叔丁醇的试验结果表明,O₃/Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃降解2,4-滴丙酸反应遵循羟基自由基（·OH）反应机制。与单独臭氧化Rct （1.800×10-9）相比,O₃/Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃体系的Rct （6.614×10-9）有明显提高,表明催化臭氧化体系能产生更多的羟基自由基。k’O₃kO₃第六章,为了表征Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃催化剂在臭氧化降解过程中的广谱性,研究中利用该催化臭氧化体系降解了硝基苯和草酸。结果表明,O₃/Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃降解硝基苯和草酸效率提高的主导因素均是体系产生了高活性的羟基自由基。与单独臭氧化硝基苯和草酸的Rct相比,O₃/Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃体系的Rct均有明显提高,表明催化臭氧化体系能产生更多的羟基自由基。在臭氧化降解硝基苯和草酸过程中,Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃均显示了一定的催化臭氧化活性。表明Fe₃O₄-CoO/AL₂O₃催化剂的催化性能具有一定程度的广谱性。