目前新兴的被广泛用于矿化有机污染物的高级氧化技术,主要通过催化剂活化过硫酸盐(包括过一硫酸盐与过二硫酸盐)氧化剂产生硫酸根自由基。生物炭由于其具有电化学结构(如表面基团、碳基体结构),可提供电子、接受电子、或者作为中间体介导电子转移来参与水中氧化还原反应。虽然生物炭能够将电子转移给过一硫酸盐产生硫酸根自由基,但是生物炭活化过一硫酸盐能力有限,对污染物的去除效率不高。钴纳米颗粒可高效活化过一硫酸盐,然而易团聚且会造成二次污染。本研究以磺胺二甲基嘧啶为模型污染物,制备了载钴生物炭复合材料,以提高生物炭对过一硫酸盐的活化效果,碳基体增加了钴的分散性,有效抑制钴浸出,减少二次污染。优化了催化剂和氧化剂的投加量,热解温度,钴负载量,溶液pH对载钴生物炭催化剂使用的影响。还采用了XRD,XPS,Raman表征探究反应机制。主要研究结果如下:1.载钴生物炭催化剂可高效活化过一硫酸盐降解磺胺二甲基嘧啶。其中载钴生物炭和过一硫酸盐的最佳投加量分别为400 mg/L和0.06 m M,随着载钴生物炭投加量的提高,磺胺二甲基嘧啶降解效率增加,但过一硫酸盐投加过量会抑制反应速率。钴存在最佳负载量,过量的钴会活化产生过多自由基,发生自淬灭反应。在800°C下热解得到的载钴生物炭催化剂对过一硫酸盐具有最佳活化效果,热解温度通过影响负载的钴的晶型和种类影响去除效果。最适宜的溶液pH为8,可在60分钟内100%降解浓度为20 mg/L的污染物。2.在催化剂的重复使用实验中,催化剂回收再利用3次后,污染物去除率降低不足10%,钴仅有微量浸出,3次反应后的溶液钴浸出浓度均小于0.05 mg/L。使用高效液相色谱质谱研究了磺胺二甲基嘧啶的降解途径。当载钴生物炭应用于模拟地下水中磺胺二甲基嘧啶的去除时,也能表现出稳定良好的催化性能。3.空白生物炭的对照实验表明,在活化过一硫酸盐时,生物炭上负载的钴起主导作用。此外,钴和生物炭存在协同催化作用,协同作用的实现基于生物炭碳基体的类石墨结构介导电子在钴和过一硫酸盐之间的传递,提高电子转移效率和自由基产生效率。