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基于羟自由基(·OH)的高级氧化技术是具有发展潜力的有机污染物削减新技术。TiO2/Fe3+光催化体系为兼顾TiO2与Fe3+特性的二元复合体系，可提高·OH的产率并缩短降解时间，方法简单、反应条件温和，能很好地削减水中微量污染物。以水中检测出频率较高的磺胺嘧啶(SD)、磺胺二甲嘧啶(SMT)和磺胺甲氧嘧啶(SMD)为目标污染物，对TiO2/Fe3+光催化体系的特性参数和催化机理进行了系统分析，并对目标污染物的降解动力学、降解机理和量子化学特性进行了探讨。主要工作和结论如下:
1.考察了TiO2投加量、Fe3+浓度、pH值、污染物初始浓度、气源及温度对TiO2/Fe3+光催化降解污染物的影响。结果表明，TiO2的适宜投加量为0.5g/L;Fe3+浓度在0.02mmol/L-1.0mmol/L时，随着Fe3+浓度的增加，SD和SMT的降解率增加;pH为3.5时，SD和SMT的降解率最大;SD和SMT初始浓度增加，其降解率降低;N2不利于TiO2/Fe3+光催化降解SD和SMT;温度对SD和SMT的降解影响较小;SMD的矿化率最高，SMT次之，SD最低。
2.以SD为目标污染物，对TiO2/Fe3+体系的光催化特性进行了研究。结果表明，TiO2/Fe3+体系光催化降解SD过程中，TiO2的晶型保持稳定;TiO2/Fe3+、TiO2和Fe3+三种体系比较，TiO2/Fe3+体系中·OH产率较高;Fe2+不能提高TiO2光催化效率，Fe3+可与TiO2形成良好的协同体系，Fe3+离子在TiO2的表面与其作用，并未渗入它的内部，部分Fe3+是光激发TiO2产生电子的受体。
3.建立了TiO2/Fe3+体系光催化降解磺胺类药物的动力学模型。SD、SMT和SMD在TiO2/Fe3+中的光降解过程均能用准一级动力学模型描述，降解表观速率常数的倒数与目标污染物的初始浓度呈线性关系。
4.以SD为目标污染物，探讨了TiO2/Fe3+光催化体系中的·OH产率与SD降解率的关系。·OH的产率随TiO2投加量的增加呈先增加后减少的趋势，在C(TiO2)=0.5g/L时达到最大值;·OH产率随Fe3+浓度增加而增加，在C(Fe3+)=0.1mmol/L之后增幅减缓;·OH产率随pH的增大呈先增加后减小，pH=3.5时出现阀值（1.400μmol/L）。
5.通过理论计算和实验测定，分析了目标污染物在降解过程中可能断裂的分子键、中间产物及最终产物。酸性条件下，SD、SMT和SMD分子上的O易与TiO2表面的H形成氢键。SD分子中的N及其苯环上C的前线电子密度值较大，SMT中S及苯环上C的前线电子密度值较大，SMD中N及苯环上C的前线电子密度值较大，·OH可能先在这些部位发生反应。SD中的C-S键、N-C键、S-N键及苯环上的C-C键容易断裂，SMT中的N-C键、S-N键及苯环上的C-C键容易断裂，SMD中的N-C键、S-N键、C-O键及C-C键容易断裂。·OH继续与中间产物作用，目标污染物最终矿化为H2O、SO42-、NH4+、CO2等。