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染料工业废水是水环境污染中持久性难降解有机污染物的主要来源之一,本文以罗丹明B染料模拟废水为研究对象,采用均相Fe(III)/PS体系和非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系产生的硫酸根自由基对其进行降解。实验着重考察均相Fe(III)/PS体系的影响因素、无机阴离子的影响,并对其降解动力学和反应机理进行探讨;实验还探究非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系的影响因素、催化剂的重复利用性及催化机理,并分析Rh B在硫酸根自由基作用下可能的降解途径;获得的主要结果和结论如下所示:(1)均相Fe(III)/PS体系中,Rh B降解率与Fe(III)和过硫酸盐投加量、反应初始p H值等因素相关。当Rh B初始浓度为25 mg/L、Fe(III)及过硫酸盐浓度均为1 mmol/L,初始p H值为3.0的条件下,反应30 min后Rh B降解率可达98.39%。通过建立降解动力学模拟发现,均相Fe(III)/PS体系降解Rh B符合一级反应动力学,动力学常数k与Fe(III)浓度和过硫酸盐浓度成正比,与Rh B初始浓度成反比。(2)无机阴离子对均相Fe(III)/PS体系的影响实验结果表明,添加NO3-对体系降解Rh B效果几乎没有影响;Cl-、SO42-和H2PO4-等阴离子在不同程度上抑制Rh B的降解,主要原因是阴离子与体系中的Fe(III)发生络合反应,从而减少体系中可利用的游离态Fe(III);其中Cl-可以和硫酸根自由基发生反应生成氯系物自由基,因其氧化性远低于硫酸根自由基,从而导致Rh B降解率降低;增加体系中的SO42-则可以降低硫酸根自由基的氧化还原电位。(3)采用先共沉淀后煅烧的方法制备催化剂Fe2(Mo O4)3,利用X-Ray粉末衍射(XRD)、傅立叶红外光谱(FTIR)及X射线光电子能谱仪(XPS)等技术对其进行表征。非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系氧化降解Rh B的实验结果表明,在Fe2(Mo O4)3投加量为0.4 g/L、过硫酸盐为4 mmol/L、初始p H=5.4的条件下,反应4 h后10 mg/L的Rh B降解率可达100%,且Fe2(Mo O4)3在催化过程中表现出良好的重复利用性及稳定性:重复使用六次Rh B降解率均在90%以上,Fe(III)浸出量均在0.86 mg/L以下。(4)非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系的淬灭实验表明,Rh B主要是在硫酸根自由基的作用下去除。根据硫酸根自由基的氧化机理,结合Rh B在降解过程中的UV-vis光谱图以及生成的中间产物,推测出硫酸根自由基降解Rh B的反应历程主要为三个阶段:分子中共轭结构的破坏、苯环的打开和矿化。(5)通过对上述两个反应体系催化机理的分析,实验结果表明:降解Rh B过程中产生具有还原性的中间产物将体系中的Fe(III)还原成Fe(II),生成的Fe(II)与过硫酸盐反应生成硫酸根自由基和Fe(III),在反应体系中形成一个Fe(III)→Fe(II)→Fe(III)氧化还原循环。非均相Fe2(Mo O4)3/PS体系中,催化剂中Fe(III)与Mo O42-的协同作用及表面羟基作用,也是其具有催化活性的重要原因。