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染料的复杂性和顽固性使得单一的处理方法不足以从工业废水中去除染料。多年来，许多研究人员已经研究了联合处理方法的使用，以提高处理过程的效率，以满足日益严格的与废水排放有关的法律法规。然而，治理方法的连续操作可能是复杂且耗时的，为了进一步改善染料废水的处理过程，将多个处理过程整合到一个过程中的混合过程已经引起了相当大的关注并且正在开发中。近年来，高级氧化工艺（AOPS）在水处理当中得到快速发展，通过激活过氧单硫酸盐（PMS）产生硫酸根自由基受到了很多关注。事实上，它正在成为过氧化氢和过硫酸盐的替代品，利用PMS对染料进行处理具有深远的意义。
本论文以高级氧化技术作为处理方法，染料废水（以罗丹明B作为目标污染物）作为处理目标。通过铁元素以及碳材料作为催化剂，分别进行PMS活化的均相和非均相反应，对染料进行脱色降解。探讨了不同方法对染料的处理效果，并对操作参数进行了优化，目的在于为染料废水的处理提供更好的借鉴，具体的研究方案如下：
（1）研究紫外光（UV）辐射对微量Fe2+活化过硫酸氢钾（PMS）降解罗丹明B（RhB）的均相反应。考察初始pH值、Fe2+投加量、PMS初始浓度和RhB初始浓度等参数对UV/Fe2+/PMS体系降解RhB的影响。对反应体系中的活性自由基、水中常见离子和腐殖酸对反应体系的影响以及RhB的矿化情况也进行了探究。结果表明，在溶液体系pH值为3、Fe2+投加量为50μmol/L、PMS浓度为500μmol/L的最佳条件下，10mg/LRhB在体系反应10min时脱色率就能达到99%。自由基猝灭实验表明了硫酸根自由基（SO4-·）和羟基自由基（HO·）是攻击RhB分子的活性自由基，SO4-·起到主要作用。水体中常见的碳酸氢根离子和腐殖酸在低浓度会促进降解而高浓度则抑制降解，氯离子则抑制降解反应。对TOC进行分析，60min时RhB的矿化度达到48%。通过评估UV/Fe2+/PMS体系降解RhB，验证了UV辐射对降解反应的增强作用，表明了UV/Fe2+/PMS体系降解RhB的有效性。
（2）利用紫外光（UV）和活性炭（AC）协同活化过硫酸氢钾（PMS）产生硫酸根自由基对染料进行降解。以罗丹明B（RhB）作为目标污染物，考察了PMS浓度、AC用量、废水初始pH等因素对体系降解RhB的影响。可行性的实验表明UV-AC的构型能有效活化PMS。AC用量0.5g/L，PMS浓度为2.0mmol/L时，10mg/LRhB的脱色率在5min内达到89%，RhB的降解率随着初始PMS浓度和AC的用量增加而增大，但超过一定量时，对降解的促进就不明显。降解反应遵循准一级动力学。自由基清除的实验证明了硫酸根自由基（SO4-·）是主要的活性自由基，羟基自由基（HO·）也起到了一定的作用，同时证明了UV对PMS活化的贡献大于AC。通过紫外可见光谱和FT-IR光谱分析，初步推断RhB分子的降解主要是由于共轭结构裂解和N-位脱乙基等作用。五次循环实验后RhB的脱色率仍能达到85%，证明了降解体系的稳定性。
（3）采用活性炭纤维（ACF）作为载体，创新性地将柠檬酸铁负载在ACF表面并引入了硫元素（S），制备成一种新的非均相催化剂ACF@Cit-Fe/S，利用其作为催化剂活化过硫酸氢钾（PMS）降解染料罗丹明B（RhB）。考察了ACF@Cit-Fe/S浓度、PMS浓度以及温度对RhB降解的影响。实验结果表明ACF@Cit-Fe/S能有效活化PMS降解染料，一定浓度的ACF@Cit-Fe/S和PMS联用能促进RhB降解，RhB的脱色率可以达到98%（反应120min），而且催化剂有良好的重复使用性；温度对RhB降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型，通过计算得到活化能为39.47kJ/mol；以叔丁醇、甲醇、苯酚为分子探针的自由基清除实验显示SO4-·和HO·是降解反应过程中主要的活性自由基，初步验证了污染物的降解主要发生在催化剂表面及周围。
本论文以高级氧化技术作为处理方法，染料废水（以罗丹明B作为目标污染物）作为处理目标。通过铁元素以及碳材料作为催化剂，分别进行PMS活化的均相和非均相反应，对染料进行脱色降解。探讨了不同方法对染料的处理效果，并对操作参数进行了优化，目的在于为染料废水的处理提供更好的借鉴，具体的研究方案如下：
（1）研究紫外光（UV）辐射对微量Fe2+活化过硫酸氢钾（PMS）降解罗丹明B（RhB）的均相反应。考察初始pH值、Fe2+投加量、PMS初始浓度和RhB初始浓度等参数对UV/Fe2+/PMS体系降解RhB的影响。对反应体系中的活性自由基、水中常见离子和腐殖酸对反应体系的影响以及RhB的矿化情况也进行了探究。结果表明，在溶液体系pH值为3、Fe2+投加量为50μmol/L、PMS浓度为500μmol/L的最佳条件下，10mg/LRhB在体系反应10min时脱色率就能达到99%。自由基猝灭实验表明了硫酸根自由基（SO4-·）和羟基自由基（HO·）是攻击RhB分子的活性自由基，SO4-·起到主要作用。水体中常见的碳酸氢根离子和腐殖酸在低浓度会促进降解而高浓度则抑制降解，氯离子则抑制降解反应。对TOC进行分析，60min时RhB的矿化度达到48%。通过评估UV/Fe2+/PMS体系降解RhB，验证了UV辐射对降解反应的增强作用，表明了UV/Fe2+/PMS体系降解RhB的有效性。
（2）利用紫外光（UV）和活性炭（AC）协同活化过硫酸氢钾（PMS）产生硫酸根自由基对染料进行降解。以罗丹明B（RhB）作为目标污染物，考察了PMS浓度、AC用量、废水初始pH等因素对体系降解RhB的影响。可行性的实验表明UV-AC的构型能有效活化PMS。AC用量0.5g/L，PMS浓度为2.0mmol/L时，10mg/LRhB的脱色率在5min内达到89%，RhB的降解率随着初始PMS浓度和AC的用量增加而增大，但超过一定量时，对降解的促进就不明显。降解反应遵循准一级动力学。自由基清除的实验证明了硫酸根自由基（SO4-·）是主要的活性自由基，羟基自由基（HO·）也起到了一定的作用，同时证明了UV对PMS活化的贡献大于AC。通过紫外可见光谱和FT-IR光谱分析，初步推断RhB分子的降解主要是由于共轭结构裂解和N-位脱乙基等作用。五次循环实验后RhB的脱色率仍能达到85%，证明了降解体系的稳定性。
（3）采用活性炭纤维（ACF）作为载体，创新性地将柠檬酸铁负载在ACF表面并引入了硫元素（S），制备成一种新的非均相催化剂ACF@Cit-Fe/S，利用其作为催化剂活化过硫酸氢钾（PMS）降解染料罗丹明B（RhB）。考察了ACF@Cit-Fe/S浓度、PMS浓度以及温度对RhB降解的影响。实验结果表明ACF@Cit-Fe/S能有效活化PMS降解染料，一定浓度的ACF@Cit-Fe/S和PMS联用能促进RhB降解，RhB的脱色率可以达到98%（反应120min），而且催化剂有良好的重复使用性；温度对RhB降解速率的影响符合阿伦尼乌斯模型，通过计算得到活化能为39.47kJ/mol；以叔丁醇、甲醇、苯酚为分子探针的自由基清除实验显示SO4-·和HO·是降解反应过程中主要的活性自由基，初步验证了污染物的降解主要发生在催化剂表面及周围。