随着国家“水十条”的颁布和实施,水污染防治与治理已经刻不容缓。多环芳烃(PAHs)是具有致癌、致畸、致突变、难生物降解的持久性有机物污染物(POPs),具有高持久性、高毒性、高积聚性,且迁移性大,对全球环境和人类安全造成潜在的威胁,因而受到了各国环保部门、学术界的高度重视,并且成为全球性环境问题的核心研究领域。本文以水体中来源较为广泛的多环芳烃—芴作为研究对象,开展纳米零价铁、Fe-Cu双金属、Fe-Ni双金属的制备及表征、芴的去除研究、动力学拟合、芴电荷分布情况和电子云密度理论计算以及消解机理的研究。研究得出:(1)具有致密小孔、比表面积大的纳米零价铁、Fe-Cu双金属和Fe-Ni双金属,对芴的最大去除率,分别为纳米零价铁73.5%、Fe-Cu双金属89.5%、Fe-Ni双金属91.1%。(2)通过正交实验,在零价铁加量为2g/L、芴浓度为1.0mg/L、温度为30℃、pH值为3,最大去除率为70.5%;在纳米零价铁为2g/L、芴浓度为1.0mg/L、温度为30℃、pH值为3,最大去除率为76.8%;在Fe-Cu双金属在加量为2g/L、芴浓度为1.0mg/L、温度为30℃、pH值为3,最大去除率为96.5%;Fe-Ni双金属加量为3g/L、芴浓度为0.5mg/L、温度为30℃、pH值为5,最大去除率为98.2%。(3)通过对芴消解反应过程进行动力学方程拟合,结果表明零价铁、纳米零价铁、Fe-Cu双金属和Fe-Ni双金属均较好的符合伪二级动力学方程,且速率常数随芴浓度的升高而减小、平衡吸附量随芴浓度的升高而增大。(4)通过Gaussian软件对芴电荷分布情况和电子云密度进行理论计算,结果表明芴的苯环外侧电荷数与氢原子电荷数相差较大,易于与氢原子形成化学键,更易吸附氢原子,使其中一个苯环发生还原反应;同时,芴整体形成大π键,带负电荷的碳原子容易受到外来氢离子攻击,其稳定性被破坏后,易于氢离子发生加成反应。(5)通过GC-MS对反应产物进行定性分析,结果表明零价铁、纳米零价铁和Fe-Cu双金属对芴的去除机理主要表现为物理吸附作用,且Fe-Cu双金属对芴的吸附去除效果最好;Fe-Ni双金属对芴的去除是由于催化消解作用,其中芴的一个苯环被完全还原,生成1,2,3,4,4a,9,9a-六氢-1H-芴。通过对芴的催化消解产物分析,进一步证实Gaussian理论计算结果的合理性。