近年来,由于在去除水中难降解有机污染物方面表现出优越性能,高级氧化技术受到越来越多的关注,其中基于Fenton、类Fenton工艺高级氧化技术的研究已成为水处理领域的热点。由于对pH范围要求严格,H₂O₂存储、运输不方便,反应过程中产生大量铁泥等问题制约了Fenton工艺的广泛使用,寻求高效、普遍适用的氧化剂及催化方法是研究者们长期以来一直关注的问题。过碳酸钠（Sodium Percarbonate,SPC）是一种氧化能力强、适用pH范围广、易存储、运输方便的氧化剂,在催化作用下可高效降解有机物,在处理水中难降解有机物方面具有广阔的应用前景。针对SPC建立高效的催化体系,并探究有机物降解效能及内在反应机制,是基于SPC催化的高级氧化工艺推广应用中应解决的关键问题。本文以苯胺为目标物,构建了过渡金属铁（Fe）、钒（V）及紫外光（UV）催化SPC的三种体系,全面考察了SPC催化体系对苯胺的降解效能与反应影响因素,通过自由基清扫实验、电子顺磁共振扫描（EPR）、对苯二甲酸法傅里叶三维荧光扫描、对照体系降解苯胺效能对比分析以及中间产物与降解路径解析,阐明了反应体系中自由基的产生、转化和苯胺降解的反应机制。首先构建了Fe（II）催化SPC的体系。Fe（II）/SPC体系可快速、有效降解水中苯胺,去除率随着Fe（II）以及SPC投加量的增加而增大,但过量后都会产生抑制作用,在Fe（II）:SPC:aniline摩尔比为8:3:1,反应10 min苯胺的降解率达到95.68%。通过反应机理分析实验得出,·OH是Fe（II）/SPC体系中占主体地位的自由基,O₂^·-也参与了对苯胺的降解反应。Fe（II）/SPC体系对苯胺的降解受溶液初始pH的影响较小,仅在pH≥11.0时有一定抑制作用;Cl^-、天然有机物（NOM）在浓度较低时对反应基本没有影响,浓度较高时产生一定的抑制作用;NO₃^-、SO₄^2-对苯胺的降解效能没有影响;HCO₃^-能够明显抑制苯胺的降解。通过对中间产物的分析,推测出苯胺首先转化为氨基苯酚和硝基苯,形成两种降解路径,两种产物进一步反应生成苯酚或对苯酚并发生脱氢反应生成苯醌,进而发生开环反应生成小分子有机物,最终被矿化为二氧化碳和水。为拓宽Fe（II）/SPC体系的应用范围,选择了氯苯、乙苯、三氯乙烯等吸电子有机物考察了Fe（II）/SPC体系的适用性,发现三种有机物均可被有效降解,反应机理和苯胺降解类似。此外,研究了Mn（II）、Co（II）、Cu（II）等过渡金属对Fe（II）催化SPC体系的强化作用,结果表明,Mn（II）和Co（II）对Fe（II）/SPC体系降解苯胺有一定的强化作用,Cu（II）/Fe（II）双金属催化的强化作用最为明显,当[aniline]₀=1.0 mM,[Fe（II）]₀=2.0 mM,[SPC]₀=1.0 mM时,加入4.0mM的Cu（II）对苯胺的去除率可比原Fe（II）/SPC体系提升37.92%。为进一步探索其它过渡金属对SPC的催化作用,构建了V（IV）催化SPC体系。V（IV）/SPC体系也可有效降解水中苯胺,并且催化剂V（IV）的利用率较高,在V（IV）:SPC:aniline摩尔比为1:8:1时,反应15 min苯胺的去除率达90.05%。V（IV）催化SPC反应的慢速阶段符合假一级反应动力学模型,反应速率常数(k_obs)随V（IV）或SPC用量的增加而增大,但过量后k_obs出现降低,与苯胺降解效能的变化规律一致。通过全面的机理分析实验,V（IV）/SPC体系降解苯胺反应过程中占主体地位的自由基是O₂^·-和CO₃^·-,少量·OH也参与对苯胺的降解。溶液初始pH变化、NO₃^-及SO₄^2-对V（IV）/SPC体系降解苯胺的效能基本没有影响;Cl^-在浓度较高时对反应有轻微抑制作用;HCO₃^-加入后由于活性物种主要为·OH,对苯胺的降解产生促进作用;NOM对苯胺的降解具有较明显的抑制作用。通过中间产物分析,推测出苯胺先被转化为氨基苯酚、硝基苯和苯胺聚合物等,存在三种降解路径,三种中间产物在活性物种的攻击下发生取代反应、脱氢及开环等反应被降解为小分子物质并最终矿化为二氧化碳和水,实现对苯胺的有效去除。为了寻求更为绿色高效的SPC催化技术,构建了UV催化SPC体系。UV/SPC体系对苯胺的降解速率与过渡金属催化体系相比较慢,在[SPC]₀=4.0 mM,UV irradiance=31.50 mw·cm^-2的条件下,反应120 min可将1.0 mM苯胺基本完全降解。将反应过程分为快、慢两个阶段分别进行动力学分析,均符合假一级反应动力学模型,反应速率和苯胺降解效能都随着SPC用量和UV辐照强度的增加而明显提升。UV/SPC体系降解苯胺的反应过程为碱性环境,通过反应机理分析实验,·OH、CO₃^·-、O₂^·-等活性物种都参与了对苯胺的降解反应。溶液初始pH变化、SO₄^2-对UV/SPC体系降解苯胺无显著影响;Cl^-在浓度较高时对反应有一定的抑制作用;NO₃^-、HCO₃^-及NOM则产生较明显的抑制作用。通过对中间产物分析发现,UV催化与V（IV）催化体系同样存在三种可能的降解路径,反应机制基本相似,中间产物中苯胺类聚合物种类相对较多。为进一步提升降解效能,研究了Fe（II）耦合UV催化SPC技术,在UV irradiance=31.50 mw·cm^-2,[SPC]₀=1.0 mM的条件下,加入2.0 mM Fe（II）后产生明显的强化作用,对1.0 mM的苯胺,2 min内去除率相比原UV/SPC体系可提升26.79%。