卡马西平（CBZ）作为治疗癫痫的常用药,其母体化合物及一些代谢物难以被生物降解,在众多污水处理厂的进水和出水中均能检测到CBZ的存在。此外,CBZ具有生物积累性,给水生生态环境及人体健康带来了潜在威胁。电化学活化过一硫酸盐（E-PMS）技术可产生具有强氧化性的羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基(SO4·-),从而有效去除水中的难降解有机污染物。然而,该技术需外加电源,运行管理较为复杂,能耗较高。因此,开发一种设备依赖性低且节能的基于E-PMS的替代技术具有重要意义。压电催化技术无需外加电源,能够将外部机械能转换为电能,形成内置电场,进而在压电材料表面发生一系列氧化还原反应降解有机污染物。水力能作为可再生清洁能源,普遍存在于污水处理和污水输送过程中。由于水力驱动的压电催化技术具有利用环境中剩余机械能的潜力,在水处理领域中逐渐受到关注。研究基于E-PMS技术的局限性,将PMS与水力驱动的压电催化技术相结合,以CBZ作为目标污染物,通过水热法制备了钛酸钡（Ba Ti O3,BT）压电材料,探究了BT为压电材料时水力驱动下压电催化活化PMS体系（BT-PMS）降解水中有机污染物的可行性和影响因素（尤其是水力梯度的影响）。此外,针对碳纳米管（CNTs）活化PMS易失活及BT-PMS体系对污染物降解效率低等问题,制备和表征了CNTs/BT纳米复合材料,探究了水力驱动下CNTs/BT-PMS体系对CBZ的强化去除效果和材料的耐久性。通过自由基捕获实验、活性物种稳态浓度计算、相关反应贡献率估算和中间产物分析,探究了BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系去除CBZ的机理,分析了CNTs/BT-PMS体系具有较强持续氧化降解能力的原因。最后,通过对不同难降解有机污染物的去除实验、实际水基质影响实验、体系稳定性测定和能耗计算,探讨和比较了水力驱动下BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系在水处理过程中的应用潜力。文章主要研究结论如下:（1）水热法制备的BT为直径约100 nm的均匀球体,呈四方相,具有压电特性,压电常数(d33)为35.56 pm V-1。此外,以CNTs为载体制备的CNTs/BT复合材料为葡萄藤状,除具有BT及CNTs的特性外,还生成了Ti-C键。与BT压电材料相比,CNTs/BT复合材料具有更好的压电性能(d33为48.45 pm V-1)和电化学性能。（2）BT-PMS体系能够有效去除水中的CBZ,180 min后对CBZ的降解率为76.17%,15 h后该体系对CBZ的矿化率为44.10%。此外,BT-PMS体系对CBZ的降解符合一级反应动力学模型,反应动力学常数（k）为8.15×10-3 min-1,协同系数高达14.90。相较BT-PMS体系,CNTs/BT-PMS体系对水中CBZ呈现出更好的去除和矿化效果。CNTs/BT-PMS体系反应120 min后对水中CBZ的去除率高达91.93%,10 h后体系的矿化率可达59.68%。该体系对水中CBZ的去除过程遵循一级反应动力学模型,k值为20.71×10-3 min-1。此外,CNTs/BT复合材料具有良好的耐久性,材料不经洗涤连续反应5个循环后,CNTs/BT-PMS体系仍能保持较高的氧化降解能力,第5次循环后对水中CBZ的降解率高达77.74%。（3）水力梯度是水力驱动压电催化活化PMS的重要影响因素。在BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系中,水力梯度越大,压电材料产生的压电势和压电响应电流越大。上述两体系在去除CBZ的过程中存在最优水力梯度值,均为7.72 s-1。CNTs负载量越大,CNTs/BT-PMS体系对CBZ的去除效果越好。在给定范围下,PMS浓度越高,催化剂投加量越多,CBZ浓度越低,BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系对CBZ的降解效果越好。上述两体系能适应的p H范围均较广。（4）BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系中均存在e-、h+、超氧自由基（·O2-）、·OH、SO4·-和单线态氧（~1O2）。其中,·OH是上述两体系中降解污染物的主要活性氧化物种,对CBZ降解的贡献度最大,分别为65.40%和85.59%。CNTs/BT复合材料压电性能和导电性能的提高促进了压电催化过程中电子与空穴的产生和分离,使CNTs/BT-PMS体系生成了更多的活性物种,增强了CNTs/BT-PMS体系对CBZ的去除效果。此外,BT发生压电效应产生的载流子,能够在一定程度上补充CNTs在PMS活化过程中失去的电子,减少化学氧化对CNTs的破坏,继而使CNTs/BT复合材料具有良好的耐久性,CNTs/BT-PMS体系具有较强的持续氧化降解能力。（5）BT-PMS体系和CNTs/BT-PMS体系均能有效去除水溶液中多种难降解有机污染物（如:硝基苯、苯酚、苯甲酸和双氯芬酸）。水体中氯离子对上述两体系中CBZ的去除具有显著的促进作用,而磷酸根离子、碳酸氢根离子和腐殖酸的存在则对CBZ的去除表现出抑制作用。BT和CNTs/BT重复使用10次后,仍能保持较高反应活性,其晶相结构及过渡金属价态未检测出变化。相较而言,CNTs/BT-PMS体系对多种难降解有机污染物表现出更好的去除效果,对实际水体具有更强的抗离子冲击能力和适应能力。值得注意的是,无需外加电场的CNTs/BT-PMS体系能耗为449.86 k Wh m-3 order-1,仅为BT-PMS体系的26.59%,需外加电场的传统E-PMS体系的24.00%。因此,CNTs/BT-PMS体系具有高效低耗的特点,具备更好的应用前景。