在工业化迅速发展的过程中产生了大量高毒性、难以生物降解的工业废水,对人类健康和水生态环境构成威胁。钙钛矿型氧化物钽酸钠作为一种半导体光催化剂,具有较高的紫外线吸收效率及出色的热和化学稳定性,但纯相钽酸钠存在对可见光的利用率较差,光生载流子复合率较高,团聚现象严重和吸附性能较差等缺陷,因此在水处理的实际应用中受到了限制。本文通过对钽酸钠进行非金属掺杂、生物炭复合改性,制备了兼具优异吸附和氧化降解性能的复合型催化剂,提高了钽酸钠催化剂在可见光催化领域的应用,进一步引入过硫酸盐PMS构建双效催化体系,以实现难降解有机污染物的快速高效去除。(1)钽酸钠催化剂非金属掺杂改性能够提高钽酸钠催化剂的可见光利用率,降低光生载流子复合率。通过水热法对钽酸钠催化剂进行S掺杂,S掺杂钽酸钠(S/Ta=20%)可见光催化效率较纯相钽酸钠提升了约20%。以乙二醇为溶剂通过一步溶剂热法对钽酸钠进行C掺杂,C掺杂钽酸钠(溶剂仅为乙二醇)可见光催化效率较纯相钽酸钠提升了27%。实验选用S掺杂钽酸钠与秸秆生物炭(BC)进行复合,在提高催化剂的吸附性能的同时,进一步提高催化剂的可见光吸收,降低光生载流子复合速率。调控BC/NaTaO₃复合催化剂中的负载比例BC/NaTaO₃=30%时,较未负载型催化剂可见光催化性能大幅提升。(2)引入过一硫酸盐(PMS)构建双效催化体系,优化反应参数,以加快催化反应速率,进一步提高催化活性。确定了双效催化体系最佳反应物用量,且通过四轮重复实验验证了体系的稳定性良好。同时双效催化体系对不同p H和水中基质阴离子具有高度适应性。在处理染料类和抗生素类难处理污染物表现出相对较好的催化去除能力。(3)开展双效催化体系在光催化+超滤+纳滤小试装置处理模拟偶氮染料废水的工艺实验。结果表明,2小时内染料废水脱色率可达98.8%,水体中总有机碳去除率为42.8%,同时通过超滤及纳滤处理后水体中Ca²⁺、Mg²⁺、SO₄^2-得到一定的截留,对Cl^-几乎完全透过。该试验为拓展光催化技术以及双效催化体系应用于实际有机废水处理提供了新思路。