随着全球人口和环境污染的逐年增加,近年来社会对干净安全的水资源需求不断增加。因此,探索新的水处理技术显得非常重要,合成染料已成为水污染的主要原因之一,刚果红是典型的偶氮型染料,广泛应用在纺织,食品等工业中,因为刚果红染料自身结构的稳定性,传统的生物法、吸附、膜分离、电氧化等方法很难对其有效的降解,这些方法都存在利用率低、处理费用高的缺点,现阶段,异相芬顿法在降解污染物方面显现出来了巨大的优越性,具有降解效率高、操作简单、花费低的优点,本文主要对两种不同的异相芬顿催化剂做研究,主要包括以下内容:(1)通过化学共沉淀法合成金属草酸盐化合物,利用扫描显微镜、透射电镜、氮气吸附-脱附、X射线衍射等对制备的催化剂进行结构表征;以刚果红染料为探针化合物,组成钴铜草酸盐/过氧化氢异相芬顿体系,来研究钴铜草酸盐的催化性能;主要研究染料初始浓度、溶液起始pH、反应温度、过氧化氢质量分数等对刚果红降解率的影响。溶液的起始pH和H2O2浓度是两个关键因素,溶液的起始pH、H2O2浓度和流失到溶液中的金属离子浓度是揭示其反应机理的重要因素。实验机理的结果表明,羟基自由基在降解刚果红染料大分子时起到主要的作用,并且在钴铜草酸盐/过氧化氢催化体系中,铜离子也起到了非常关键的作用,进一步的实验表明,该催化反应主要发生在固体催化剂的表面。(2)通过化学共沉淀法合成金属草酸盐化合物,再对相应的草酸盐进行煅烧得到相应的金属氧化物,对制备的催化剂进行扫描电镜、透射电镜、X射线衍射等表征,组成钴铜氧化物/过氧化氢催化体系,以刚果红为探针化合物,研究催化剂的性能。通过实验性能测试可知钴铜(钴:铜=1:1)氧化物表现优异的性质。对底物浓度、起始溶液pH、H2O2的质量分数、反应初始温度等因素作系统的研究。在最佳的条件下加入催化剂200mg,刚果红浓度100 mg L-1,过氧化氢质量分数3%,温度30oC,pH=9.0,反应60min后,刚果红降解率几乎可以达到100%,在研究其催化机理时,溶液的起始pH、H2O2浓度和流失到溶液中的金属离子浓度被监测,结果表明:在降解刚果红染料大分子时,羟基自由基起到主要的作用,并且在钴铜氧化物/过氧化氢催化体系中,铜离子也起到了非常关键的作用;最重要的是,该催化剂稳定性优越,流失到溶液中的离子浓度低于欧盟标准,钴铜氧化物成功的解决了钴铜草酸盐催化剂在这方面的弱点,展示出良好的应用前景。本文证明了在异相芬顿反应过程中,氧化还原对CoⅡ/CoⅢ和CuⅡ/CuⅠ不仅有助于加快过氧化氢分子产生羟基自由基,而且在反应过程中起到协同作用。钴铜草酸盐和钴铜氧化物两种催化剂不仅具有优异的催化性能,而且催化剂容易分离回收,因为异相芬顿反应主要发生在固体催化剂的表面,和传统的芬顿法相比,异相芬顿法反应pH范围广、金属离子流失少。因此,氧化还原对CoⅡ/CoⅢ和CuⅡ/CuⅠ诱导的异相芬顿反应能较好地降解偶氮染料,该类催化剂在染料废水处理中有较好的应用前景。