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本文以蛋清为发泡剂,采用溶胶-凝胶法制备了具有磁性的尖晶石多孔催化剂MnxZn1-xFe2O4,改变锰元素的掺杂量得到Mn与Zn摩尔比分别为1:4, 1:1,4:1的锰锌铁氧体催化剂,制备了不同煅烧温度(400℃, 500℃, 600℃)的锰锌铁氧体催化剂。对六种不同的催化剂性能及催化臭氧去除水中邻苯二甲酸二丁酯(DBP)效果及机理进行了深入地研究。采用SEM、XRD、FT-IR等现代化测试手段对催化剂的性能进行了表征。结果表明六种催化剂均为多孔状的尖晶石结构铁氧体,具有较好的磁性;不同温度与不同掺杂量合成的催化剂结构大小不同,随着温度的升高孔结构坍塌,但结晶度变好;随着锰掺杂量的减小催化剂的孔径变小,孔表面均有晶体颗粒。研究了六种催化剂催化臭氧对水中DBP的去除效果。与单独臭氧对比,研究了催化剂投量、DBP初始浓度、初始pH值、水中常见阴阳离子等因素对催化臭氧去除水中DBP效果的影响;探讨了催化剂表面羟基与催化剂降解DBP的初始反应速率之间的关系,研究了催化剂的稳定性和催化剂金属元素的理论组成与实际组成之间的差异。结果表明,DBP去除效果不随锰元素掺杂量的增加和锻烧温度的升高而增加;500℃煅烧制备的Mn0.5Zn0.5Fe2O4催化去除DBP的效果最高,相对于单独臭氧催化效果提高了53.9%,对比未掺杂的ZnFe2O4提高了 41.2%;最佳去除DBP的pH为6.80,系Mn0.5Zn0.5Fe2O4在催化体系中的等电点(pHpzc);最佳催化剂投量为0.01g/L;并且Na+、K+、Ca2+、SO42-和Cl-等水体中常见阴阳离子对催化效果并无影响,Cl-会小幅度的提高催化效果,均相实验对DBP去除效率没有提高。通过滴定法测定不同催化剂表面羟基位点的数量;表面羟基与催化剂去除DBP的初始降解速率成线性关系。Mn0.5Zn0.5Fe2O4重复利用五次效果变化不大,离子溶出均在国家标准之下,均相实验对DBP去除率没有提高。催化剂的实际金属元素含量接近理论的金属元素相对含量。磷酸盐投量和叔丁醇(TBA)实验表明在该催化体系中羟基自由基起主要的氧化有机物的作用;利用拉曼光谱证明了在催化体系中产生了大量的羟基自由基;催化体系的循环伏安曲线说明不同催化剂在体系中的氧化还原能力大小依次为Mn0.5Zn0.5Fe2O4>Mn0.2Zn0.8Fe2O4 >Mn0.8Zn0.2Fe2O4 > ZnFe2O4。XPS 分析表明不同温度煅烧的Mno.5Zno.5Fe2O4中Mn2+与Mn3+的转化是反应的关键步骤。结果表明催化臭氧体系中机理为:催化剂在水中形成表面羟基,臭氧分子与表面羟基形成五元环的结构,该结构导致Mn2+转化为Mn3+给出的一个电子,Zn2+将电子传递给臭氧分子使其分解,从而产生HO2-·、·OH等大量的活性中间基团,其中的强氧化性基团·OH可以打开DBP的苯环结构。Mn3+与催化剂中晶格氧的之间存在氧化还原过程,由此完成了整个催化过程中的电子传递以及催化剂的自我复原。本研究制备的掺杂型尖晶石催化剂具有较好的磁性,反复利用性高,稳定性好,可以作为一种催化臭氧氧化的实用新型催化剂,具有广泛的实际应用前景。