合成染料废水由于其有机物含量高、毒性强、可生化性差等特点，一直是一个亟待解决的水污染问题。非均相光芬顿体系作为典型的高级氧化工艺避免了均相Fenton反应存在的催化剂流失，反应过程中生成大量含铁污泥所导致处理成本增加等问题，具有良好的应用前景。本文研究了天然铁砂作为非均相催化剂在太阳光照的非均相Fenton反应系统中对有机污染物的脱色和矿化程度。采用X射线衍射，X射线荧光光谱和比表面积的分析方法确定了铁砂的特征。研究发现，太阳光照下天然铁砂对染料废水的降解和矿化都表现出了很高的光催化性能，催化机理主要是天然铁砂通过均相和非均相Fenton反应都对H₂O₂具有较高的反应活性，并产生了大量的OH。同时还发现，在反应系统中加入适当浓度的草酸能够明显地加快染料废水的降解速率。这主要是因为反应系统中形成了具有光反应活性的草酸铁的氧化物，可以促进Fe²⁺的再生。本研究选用茜素红作为目标污染物，探讨了影响茜素红降解效果的实验因素，在pH=3，铁砂浓度为6g/L，过氧化氢浓度为300mg/L，草酸浓度为30mg/L太阳光照下反应150min，茜素红的去除率达99%以上，TOC的去除率达94%以上。研究表明，天然铁砂重复使用数次后仍具有较高的催化活性。同时还研究了天然铁砂非均相光Fenton反应对甲基橙和酸性品红染料废水的降解，研究表明，天然铁砂非均相光Fenton反应对染料废水的降解具有一定广谱性，并且取得了很好的降解效果。天然铁砂作为非均相催化剂具有高活性、低成本、低消耗和容易回收等优点，它在以非均相Fenton反应系统为主的高级氧化技术的研究中是非常有前景的。