抗生素类药物广泛应用于人类医疗,牲畜和家禽养殖等领域。抗生素大量频繁使用不仅导致其在水体环境中的持续检出,而且造成环境中细菌的迅速传播和细菌耐药性的形成,表明抗生素对水生环境具有重大潜在威胁。因此,研发高效去除抗生素技术是环境领域的重点课题。过硫酸盐氧化是一种新型高级氧化技术,由于硫酸根自由基的强氧化能力和非选择性的优点,有望高效去除抗生素类污染物。本课题利用铁系催化剂活化过硫酸钠,对磺胺甲基嘧啶模拟废水进行氧化处理。探索了均相Fe2+/PS体系对磺胺甲基嘧啶模拟废水降解效率的影响,制备了固体层状金属氧化物催化剂MgFeCu-LDO,探讨了不同金属元素配比、陈化时间、锻烧温度等因素对催化剂性能的影响,采用X射线衍射仪、热重分析仪、比表面积测定仪和扫描电子显微镜分别对其晶型结构、热稳定性、比表面积以及形貌进行表征。采用液相色谱-质谱联用(HPLC-MS)技术耦合独立反应方程理论分析了抗生素的主要降解产物和降解动力学,并对其降解途径进行了推导。主要研究结论如下:(1)均相Fe2+/PS体系对于磺胺甲基嘧啶模拟废水(浓度范围为2-18 mg/L)具有高效降解效果。在Fe2+和P5最佳投加量下(0.3 mM/L,1 mM/L),150 min内磺胺甲基嘧啶降解率可达97%以上。该体系适用于较宽初始pH范围(3.0-9.0),pH值在反应启动初期迅速降低至3.0并持续到反应结束,克服了传统芬顿方法仅限于低pH值条件下运行的缺点。其中,分批次投加铁量能够使得等量的铁离子更好地发挥催化作用,提高了铁离子的利用率。氧化机理分析表明,·OH和SO4-自由基都对磺胺甲基嘧啶模拟废水的降解发挥了重要作用。(2)均相Fe2+/PS体系中,水体中无机阴离子的存在对于磺胺甲基嘧啶降解具有不同的影响作用。HCO3和NO3抑制作用明显,而NO2则显著促进了磺胺甲基嘧啶的降解过程。(3)基于镁铁类水滑石,采用共沉淀法制备的MgFeCu-LDO催化剂对于磺胺甲基嘧啶模拟废水降解效果高达93.57%。其中,催化剂的最佳制备条件为:镁铁铜摩尔比例为3:3:3,制备过程中pH值控制在10.5±0.5之间,陈化时间为24 h,煅烧温度为500℃。结构形貌分析表明,MgFeCu-LDO催化剂为层状结构,存在类水滑石特征峰,催化剂比表面积值最大为74.4726m2/g。(4)用高效液相-质谱联用法推测了磺胺甲基嘧啶降解的中间产物,并联合独立反应方程组验证了中间产物的存在,并确定了中间产物为2-氨基-4-苯基氨基-6-甲基嘧啶,在理论上证明了过硫酸钠氧化降解磺胺甲基嘧啶过程符合准一级动力学机理,与实验数据动力学分析结果一致。本研究对镁铁类水滑石进行煅烧改性并用于催化过硫酸钠氧化降解磺胺甲基嘧啶模拟废水,为难降解有机污染物的高级氧化处理工艺提供了基础数据和理论依据。