含酚废水是指以酚类化合物为主要污染物的废水,来源于煤制气、石油焦化、医药、染料、农药和精细化工等行业。目前含酚废水的处理方法主要有物理吸附、生化降解和高级氧化技术等。这些处理方法存在成本较高或反应条件较为苛刻等不足。因此研究开发温和条件下含酚废水的高效处理技术具有重要意义。论文首次构建了一种温和条件下水合物熔盐湿空气催化氧化反应体系。首先考察了不同结晶水数（1～6个结晶水）的LiCl、CaCl2、ZnCl2和CuCl2等水合物熔盐与沸点之间的关系;基于温升效果,选择CaCl2为废水氧化的水合物熔盐介质。考虑到含酚废水中常含有大量的NaCl,因此研究了在CaCl2水合物熔盐体系中同离子盐析脱盐效率和高NaCl含苯酚废水的湿空气催化氧化,并探讨了其催化氧化降解机理。基于同离子盐析效应,计算了CaCl2对NaCl的析出能力,并与实验结果进行了对比验证,表明CaCl2具有优良沉析NaCl的能力。采用热重分析仪、SEM、EDS和ICP等分析表征手段,分析了析出NaCl的品质,NaCl的纯度达到99%以上,主要杂质为CaCl2（<0.01 wt%）。以苯酚为酚类化合物代表,比较了CaCl2水合物熔盐体系中Mn2+、Fe3+、Co2+、Cu2+和Ce3+的催化活性。在150 oC、反应3.0h后,Ce3+表现出最高的催化活性,苯酚和COD的去除率分别可达92.2%和74.8%。采用紫外分光光度计、HPLC以及GC-MS等分析手段对苯酚降解过程的中间产物进行定性分析,发现水合物熔盐体系中苯酚的氧化降解途径为:苯酚首先被氧化为对苯二酚和对苯醌,再经进一步氧化开环生成马来酸、草酸和乙酸等小分子酸,这些小分子酸最终被氧化降解为水和二氧化碳。通过加入羟基自由基抑制剂实验研究,并结合反应过程中Ce离子的价态变化的XPS表征,提出Ce催化作用机制是Ce3+→Ce4+→Ce3+的一个循环过程,即Ce3+与空气中的氧作用产生·OH和Ce4+,二者氧化苯酚降解,同时Ce4+被还原为Ce3+。苯酚的氧化降解过程研究表明,小分子羧酸的氧化反应是制约COD去除率的关键反应。考虑到氯乙酸（CAA）是一种废水中常见的小分子羧酸,论文进一步研究了CAA的氧化降解过程;比较了五种金属离子Mn2+、Fe3+、Fe2+、Cu2+和Ce3+的催化活性。结果表明,Cu2+具有最高的催化活性;在167 oC、反应3.0 h后,CAA的去除率达72.4%,COD的去除率达46.9%。反应压力主要影响氧在水合物熔盐中的溶解度,因此在相同温度进一步考察了低压条件CaCl2·2H2O中CAA的氧化去除效果。在总表压0.35MPa下,CAA和COD的去除率分别提高至97.2%和90.7%。采用HPLC对CAA降解过程中的中间产物进行跟踪分析,发现CAA氧化降解反应途径为:CAA首先脱氧生成羟基乙酸,羟基乙酸氧化分解为乙酸、甲酸,最终被氧化为水和二氧化碳。通过羟基自由基抑制实验,并结合对反应过程中Cu离子的价态的XPS表征,发现Cu2+催化机理与Ce3+类似:是Cu2+→Cu+→Cu2+的循环过程。