基于过硫酸盐的高级氧化技术(SR-AOPs)是一种利用自由基降解并矿化污染物的热门技术。利用金属催化剂或通过外加能源的活化,绿色氧化剂(PMS,PS)形成的强氧化性因子(SO₄^·-,OH^·和¹O₂等)对大多数的难降解污染物都具有高效的降解能力。目前,在大量的SR-AOPs研究中,基于金属氧化物作为催化剂的合成材料受到了广泛的关注。金属氧化物以及金属氧化物的复合物因其稳定,高效的催化能力得到了不断地探索。本论文将六水合硝酸钴(Co(NO₃)₂·6H₂O),乙酸锰(Mn Ac)和双氰胺(DCD)作为原材料,通过高温煅烧法合成了新型催化剂CMCN,其中,以四氧化二钴锰(MnCo₂O₄)复合氮化碳(g-C₃N₄)形成的催化剂CMCN2催化效果最为显著。本论文主要包括以下四部分内容:1)催化剂CMCN2的结构表征以及其特性;2)CMCN2/PMS体系对硝基苯为主要目标污染物的苯基类化合物的降解性能;3)硝基苯降解过程中活性成分(高价态化合物,SO₄^·-和OH^·)的转化过程和相互之间的协同性;4)CMCN2/PMS降解石化废水的实际应用。首先,通过XRD,EDS和XPS等表征手段证明经过煅烧法成功合成了MnCo₂O₄/g-C₃N₄的复合物CMCN2,催化剂的结构中含有特殊的共价键N-M=O。通过改变原始材料的组分和比例,MnCo₂O₄/g-C₃N₄对硝基苯具有最佳的降解效率,240min后硝基苯的去除率可以达到96.3%。同时,实验以硝基苯,苯酚,2,4-DCP,双酚A为目标污染物,探究了CMCN2/PMS系统对苯基类化合物的降解能力。结果表明,MnCo₂O₄/g-C₃N₄对苯基化合物均有很高的降解效率。随后,实验选择硝基苯为目标污染物,探究系统的最佳降解条件。通过p H值实验确定了CMCN/PMS系统在p H=9时具有最高效的降解能力,更重要的是MnCo₂O₄/g-C₃N₄对p H变化具有很好的适应性,在p H3-10的范围内催化体系均具有较高的催化活性。通过改变催化剂和PMS的添加量,确定了CMCN2/PMS系统在CMCN2=0.2g/L、PMS=0.4g/L、p H=9时具有最佳催化效率。与传统的过硫酸盐高级氧化系统(SR-AOPs)不同,除了自由基猝灭实验和ESR表明SO₄^·-和OH^·是催化过程中的活性因子,DMSO转化为DMSO2的特殊氧化途径表明M^V(O)/M^IV(O)是催化过程中另一种活性因子。CMCN2/PMS通过M^V(O)/M^IV(O),SO₄^·-和OH^·三种活性因子的协同作用完成污染物的降解过程。研究发现,在CMCN2活化单电子氧化剂PMS的过程中,SO₄^·-和OH^·的形成途径源于金属离子活化PMS的过程中断裂PMS中的O-O键形成SO₄^·-,SO₄^·-H₂O反应生成OH^·。M^V(O)/M^IV(O)的形成途径则是CMCN2活化PMS的过程中,特殊共价键氧=金属-氮(O=M-N)发生牺牲氧化,金属原子不断失去电子。在连续不断的电子转移过程中共价键断裂,Mⁿ的价态升高并捕获系统中游离的O原子形成不稳定中间产物Mⁿ⁺¹-O-H。随着O-H键断裂,O与M原子再次结合形成M^V(O)/M^IV(O)(X-Mⁿ⁺¹=O,X代表大分子杂环)。M^V(O)/M^IV(O),SO₄^·-和OH^·会共同降解硝水相体系中的有机污染物。论文对CMCN2/PMS体系降解石化废水的性能进行了研究。催化处理240min后,含有硝基苯衍生物的石化废水中COD的去除率为60.5%,TOC去除率为42.2%。三维荧光光谱图表明,催化降解240min后,有机物的荧光峰面积明显减少,复杂的有机物组成得到了有效地矿化。这项研究从金属电子转移的角度,详尽地介绍了M^V(O)/M^IV(O),SO₄^·-和OH^·的形成过程中,为后续研究中应用高级氧化方法降解苯基污染物提供了借鉴。