在社会工业的飞速发展下,带来了许多水环境污染问题,危害了人体健康和生态环境。高级氧化法(Advanced Oxidation Process,AOPs)是高效的废水处理技术之一,有着诸多优势。高级氧化技术易于操作,稳定的催化活化氧化剂产生羟基自由基(·OH)和硫酸根自由基(SO₄^-·)等强氧化自由基,快速降解废水中可生化性差的有机污染物。近20多年来,人们已经开展了许多关于探索高级氧化技术的研究,研究通过产生强氧化性的自由基来降解生物降解性差的污染物,其中,基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的高级氧化技术的选择性较强、自由基存活时间较长,photo-Fenton高级氧化技术则是在于其绿色高效。磁铁矿基催化材料是前两种高级氧化技术常用的有效催化材料。磁铁矿作为最简单、最重要的铁基化合物,在高级氧化催化领域有很强的应用价值。因此,本研究围绕对磁铁矿基催化材料的合成,以掺杂和复合的方式改性磁铁矿基材料,并依次研究了掺杂后的非均相磁铁矿基催化剂活化过硫酸氢盐与复合后的非均相磁铁矿基催化剂在光芬顿体系下降解有机污染物的性能和机理。主要研究内容和结论如下:(1)通过溶剂热体系多元醇法制备了中空亚微球介观晶体Co/Fe₃O₄非均相催化剂。SEM和TEM表征分析结果表明,Co/Fe₃O₄是直径在280~320 nm之间的微球状介观晶体,具有高孔隙、结晶率高的特性,XPS分析结果进一步证明了掺杂Co的四氧化三铁的形成。以四环素溶液(Tetracycline,TC)为模拟污染物,评价了Co/Fe₃O₄非均相催化剂的催化活性。其中与钴铁摩尔比1:2和1:4的Co/Fe₃O₄催化剂样品相比,钴和铁的摩尔比1:1的Co/Fe₃O₄催化剂样品活化过硫酸氢盐(Peroxymonosulfate,PMS)降解水溶液中TC效果是最好的,其催化降解速率比纯Fe₃O₄样品提高了20%以上。且经过五次循环使用后,钴铁摩尔比1:1的Co/Fe₃O₄催化剂仍能保持较高的催化活性。自由基捕获实验和电子自旋共振(ESR)结果分析表明,钴铁摩尔比1:1的Co/Fe₃O₄催化剂在PMS存在的体系下降解水溶液中TC的主要活性基团是硫酸根自由基(SO₄^-·)、羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O₂^-)和单线氧(~1O₂)。(2)通过较为简单的一步水热合成法将累托石(Rectorite,REC)与磁性氧化铁进行复合,制备出REC/Fe₃O₄复合光芬顿催化剂,并且通过XRD、SEM、DRS和PC等多种表征方式研究了REC/Fe₃O₄复合光芬顿催化剂的物相成分、形貌结构以及光学性质等特性。以四环素(TC)作为模拟污染物,探究REC/Fe₃O₄复合催化剂在加入定量的H₂O₂和可见光灯(400 nm)照射的光芬顿催化活性。实验结果显示,REC/Fe₃O₄催化剂在加入定量H₂O₂和可见光灯(400 nm)的照射后,降解水溶液中四环素的效果比纯Fe₃O₄明显更好。通过自由基捕获实验和化学荧光法实验分析表明,REC/Fe₃O₄催化剂在定量H₂O₂和可见光灯(400 nm)下降解水溶液中TC的主要活性基团是羟基自由基(·OH)、超氧自由基(·O₂^-)和空穴电子(h⁺)。进一步探究了REC/Fe₃O₄复合催化剂增强的光芬顿降解污染物活性的机理。通过开展制备改性的磁铁矿基催化剂并通过基于硫酸根自由基(SO₄^-·)的高级氧化技术和光芬顿氧化技术降解污染物的性能机理研究工作,为磁铁矿基非均相催化剂的进一步开发、改性及机理研究提供了一定的理论和实际参考。