活化过硫酸盐(PS)技术是以硫酸根自由基(SO₄.^-)为主要活性自由基去除污染物的新型高级氧化技术。硫化零价铁(S-ZVI)作为一种新型的PS活化剂备受关注。目前S-ZVI主要采用硼氢化钠、硫化剂和Fe³⁺/Fe²⁺溶液通过还原法制备或零价铁(ZVI)和S直接球磨制备,然而这些制备方法存在步骤繁琐和成本高等问题。基于此,本文提出以廉价的褐铁矿和黄铁矿为原料,通过碳热还原法制备S-ZVI并用于活化PS降解水中阿特拉津(ATZ)。主要研究内容和结论如下:研究了褐铁矿和黄铁矿碳热还原制备S-ZVI的机理,热力学计算表明褐铁矿与黄铁矿碳热还原焙烧制备S-ZVI理论可行。褐铁矿被还原的过程是Fe O(OH)→Fe₂O₃→Fe₃O₄→Fe O→Fe;黄铁矿(Fe S₂)在高温下按Fe S₂→Fe_1-xS+S→Fe S+S逐级分解为S蒸气和Fe S;Fe与S蒸气反应生成Fe_1-xS。研究了黄铁矿用量、焙烧温度和焙烧时间对S-ZVI活化PS降解ATZ的影响,结果表明,随着黄铁矿用量增加、焙烧温度提高或焙烧时间延长,ATZ去除率都明显提高。S-ZVI的最佳制备条件为:黄铁矿用量4%,焙烧温度1000℃、焙烧时间60 min。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱仪对褐铁矿碳热还原过程的物相转变和微观结构进行研究,同时测定不同焙烧条件下焙烧产物的铁金属化率、总铁含量及S含量变化。结果表明,加入黄铁矿可以在ZVI表面形成Fe_1-xS,生成核壳结构微纳米级别的S-ZVI,同时褐铁矿中的Si O₂成为S-ZVI载体。提高焙烧温度和延长焙烧时间有利于铁矿物的还原和Fe_1-xS的形成,但焙烧温度过高会导致S-ZVI颗粒长大。研究了焙烧产物S-ZVI@Si O₂活化PS降解ATZ的效能,结果表明,随着S-ZVI@Si O₂用量、PS用量的增加,S-ZVI@Si O₂/PS体系降解ATZ的速率有所提高;相比于ZVI@Si O₂/PS体系,S-ZVI@Si O₂/PS体系降解ATZ的速率更快,且S-ZVI@Si O₂/PS体系适用p H范围更宽。在ATZ为高浓度(15 mg/L)时,ATZ最终的降解率也能达到70%左右。提高溶液温度有利于ATZ的降解。无机阴离子浓度均在1-10 m M范围内时,Cl^-能够加快S-ZVI@Si O₂/PS体系对ATZ的降解;CO₃^2-抑制ATZ的降解;NO₃^-对此体系降解ATZ的影响不大;较低浓度(1 mg/L)的黄腐酸(FA)对体系降解ATZ的影响不大,但当其浓度增加到5 mg/L及以上时,ATZ的降解受到明显抑制。S-ZVI@Si O₂具备持续活化PS降解有机污染物的能力,可重复利用。电子自旋共振和自由基淬灭试验表明S-ZVI@Si O₂/PS体系中SO₄.^-和HO.均存在,且SO₄.^-起主导作用。S-ZVI@Si O₂/PS体系中Fe S对于Fe²⁺的溶出贡献较大。通过液相色谱质谱联用仪分析ATZ降解产物,推断ATZ的降解主要有脱烷基化、烷基氧化和脱氧-羟基化三种降解路径。S-ZVI@Si O₂/PS体系能将ATZ大分子氧化降解为小分子物质,但矿化效果较差。