目前,邻苯二甲酸酯(PAEs)污染物频繁地出现在各类自然水体和污水中,由于其具有内分泌干扰性且在环境中难以降解,随着生物累积等不可避免地对人类健康造成一定的威胁。吸附法因其操作简单、通用性强、成本效益高等特点,被广泛应用于污水中有机污染物的去除。同时,近年来通过光催化或过硫酸盐活化等方法产生的各类自由基对污染物的降解去除也备受关注。废弃果木枝条、天然矿物和海藻酸钠具有来源广泛、价格低廉和环境友好等优势。本文利用上述原料,通过高温限氧共热解法制备了三种天然矿物/生物炭复合材料,通过一系列表征手段和影响因素实验,探究了复合材料对水体中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)和邻苯二甲酸二丁酯(DBP)的去除性能和机理,为有效治理水体中邻苯二甲酸酯污染及天然矿物/生物炭复合材料规模化应用提供新思路。本文主要研究内容和结果概括如下:(1)采用高温限氧共热解法制备了天然黄铁矿/生物炭复合材料(FSBC)。表征分析结果表明,与生物炭BC相比,FSBC具有更大的平均孔径、更丰富的表面官能团、更高的表面缺陷度,为污染物提供了更多的活性位点。FSBC具有磁性,可利用外部磁场将其从反应溶液中快速分离。FSBC对水体中DMP的去除实验研究表明,相较于BC,FSBC对DMP具有更高的去除率,4 h内可达92%以上。吸附过程符合准二级动力学和Langmuir等温吸附模型,且为自发吸热反应。pH值在4-10范围内对FSBC去除DMP影响不明显,HA使前30 min内DMP的去除速率有所降低,但对最终去除率影响不大,表明FSBC具有较强的抗干扰性和更广泛的实际应用性。五次循环后,FSBC对DMP的去除率仍维持在83%以上,在实际水体(自来水、黄河水和污水处理厂出水)中,DMP的去除率达66%以上。自由基猝灭实验和EPR测试表明,FSBC在降解去除DMP的过程中产生的主要自由基有·OH和SO₄^·-。经高分辨率质谱(HRMS)分析,检测出8种主要中间产物和4种开环产物。FSBC对DMP的高效去除归因于吸附-降解的协同作用。(2)在天然黄铁矿和生物炭存在的基础上引入天然黄铜矿,通过高温限氧共热解法制备得到了天然黄铁矿/黄铜矿/生物炭复合材料(FCSBC),当天然黄铁矿、黄铜矿与生物质质量比为5%:5%:90%(FCSBC90)时,其对DBP的去除性能更好,反应4 h后去除率可达98.04%。吸附过程符合准二级动力学方程和Langmuir等温模型,且为自发吸热反应。p H在4-10范围内对DBP的去除几乎无影响,HA对DBP的去除效果稍有抑制。经五次循环后,FCSBC对DBP的去除率仍稳定在88%以上。在实际水体(自来水、黄河水、污水处理厂出水和垃圾渗滤液)中,DBP的去除率仍维持在75%以上。由于过渡金属Cu的引入,在反应过程中产生了更多且更丰富的自由基(·OH、SO₄^·-和O₂^·-),更有利于DBP的降解去除。电化学实验结果表明,FCSBC90具有较高的电子传输与转移能力和更高的催化活性。结合批平衡吸附实验、电化学实验、自由基猝灭实验和EPR测试可知,FCSBC90对DBP的去除主要归因于物理化学吸附与自由基降解的协同作用。(3)基于前述研究结果,以海藻酸钠(SA)为交联剂,制备了SA@FCSBC凝胶小球,以DBP为目标污染物,通过动态连续流填充柱实验,考察了SA@FCSBC凝胶小球对水体与垃圾渗滤液中PAEs去除的实际应用性能。在模拟小型实验装置(柱高为25 cm,直径为2 cm)中,通过动态连续流SA@FCSBC填充柱去除超纯水配水中DBP的试验研究,得到最佳运行条件:填充量为4.0 g,进水流量为1.7 mL/min,反应平衡时间为8 h。在最佳运行条件下,研究了动态连续流SA@FCSBC填充柱去除以垃圾渗滤液为背景溶液中的DBP,8 h后DBP的去除率可达92.90%。中性及弱碱性条件有利于DBP的去除。经四次循环后,SA@FCSBC对渗滤液中DBP的去除率仍可达91.20%,表明SA@FCSBC具有优异的重复利用性。