随着社会不断发展,水体污染程度日益加深。工业废水中含有大量有机污染物,其毒性大、难降解、种类多,受到了人们的普遍重视。与传统生物水处理法相比,高级氧化法中的类芬顿(类Fenton)反应因其处理效率高、反应速度快、易于操作、可降解物质广而备受青睐。在众多的催化材料中,氯氧化铁(FeOCl)非均相材料活性高、作用条件温和、易分离可回收,有一定的应用前景。然而,当FeOCl用于催化类Fenton反应去除水中难降解有机污染物时,由于催化活性低的Fe3+难以及时转化成高活性的Fe2+,致使FeOCl催化活性受到明显抑制,阻碍了其进一步发展。针对以上缺点,本课题拟采用产生光生电子或构建电子传递介质的方法提高FeOCl在类Fenton反应中的催化活性,同时深入探究其作用机制。本文通过可见光辅助或MoS2复合两种手段,探讨了可见光、MoS2提高FeOCl类Fenton催化活性的机理,揭示了 Fe2+特殊的再生机制,成功解决了 FeOCl在高级氧化中催化活性受限的问题。针对Fe3+难还原成高活性Fe2+的问题,结合FeOCl潜在的可见光(Vis)催化性质,在可见光照射下用FeOCl活化过硫酸氢钾(PMS)降解双酚A(BPA)并研究其反应机制。表征后可知,制备得到的FeOCl光学能带结构符合可见光吸收条件,有良好的光响应特性,吸收光谱范围较宽。FeOCl被可见光激发后产生光生电子和空穴,Fe3+可以捕获光生电子并转化为Fe2+,Fe2+起催化作用后又变回Fe3+,因此FeOCl在可见光下可完成Fe3+/Fe2+自循环,进而提高催化性能,同时也抑制了光生电子-空穴对的复合。FeOCl/PMS/Vis类Fenton体系(FeOCl=0.5g L-1,PMS=12mM)去除污染物效果显著,20分钟内即可将BPA(50 mg L-1)全部降解,而相同条件下未加可见光的FeOCl/PMS体系达到同样效果则需要60分钟。此外,FeOCl/PMS/Vis体系作用条件温和(pH=3-11),循环稳定性较好,可有效降解多种污染物。为了促进FeOCl中活性Fe2+再生,将MoS2与FeOCl复合,并研究其在类Fenton反应中催化机理。由表征结果可知,FeOCl/MoS2复合体中新形成的Fe-O-Mo键可以充当电子媒介,将Mo4+的电子传递给Fe3+并使其还原,促进Fe2+再生,使FeOCl催化活性得到明显提升。在低浓度催化剂(FeOCl/MoS2=0.2 g L-1)和氧化剂(H2O2=0.6 mM)的体系中,亚甲基蓝(MB,50 mg L-1)在2分钟内几乎被完全降解。FeOCl/MoS2作用条件温和(pH=3-9),可在高盐环境下反应(NaCl=100 mM),能有效去除多种难降解有机污染物。本文为类Fenton反应中构建高效铁系催化剂指明了新方向。