本文旨在开发一种pH适用范围广、催化效率高的非均相类Fenton催化剂。研究内容主要分为三个部分:首先是新型钴铜复合非均相类Fenton催化剂制备条件的优化。用改性水热法制备催化剂,借助TEM、SEM、XRD、红外等表征手段,以甲基橙的脱色效率为参数,通过单因素试验法,探究活性元素钴铜比、表面活性剂、制备时间、反应温度等因素对催化剂性能的影响,以此得到催化剂的最佳制备工艺参数;其次是催化剂的性能研究。用制备的催化剂和过氧化氢构成非均相Fenton体系降解甲基橙模拟废水,先用单因素分析方法,探究该体系中溶液的初始pH值,催化剂的投加量,过氧化氢的投加量,反应温度等因素对催化剂性能影响,在单因素试验的基础上,通过响应曲面法对催化剂降解的最佳工艺参数进行优化,另外,在最优条件下对该催化剂的重复利用性和稳定进行研究;文章最后部分对催化剂的降解机理进行初步探究。研究结果如下:(1)该新型钴铜非均相类Fenton催化剂的最佳制备工艺参数为:活性元素钴铜比为5:2、表面活性剂为丙醛、反应温度为180℃,反应时间48 h。在此条件下制备的催化剂颗粒呈现不规则的六方晶型片状结构,粒径分布于0.50μm到5.00μm之间,颗粒之间有空隙,催化剂颗粒的主要成分为氧化钴和氧化亚铜且纯度较高。(2)通过单因素试验发现:该催化剂在pH为2.00-10.00的范围内均具有较高的催化性能;催化剂的最佳投加量为3.00 g/L;催化降解效果随着过氧化氢的增加而增加,最后趋于平衡;COD降解率随着温度的升高而增大。通过响应曲面法进行优化后得到降解的最佳工艺参数为:溶液的初始pH值为8.00,催化剂的投加量为3.20 g/L,过氧化氢的投加量为43.80 mL/L,反应温度为49.94℃,反应时间为40 min,在最优条件下COD降解率为92.78%。另外,催化剂的重复性试验发现:该催化剂重复使用三次后仍能表现出一定的催化性能,这表明该催化剂具有一定的回收利用价值。(3)分析甲基橙模拟废水降解过程的UV-Vis光谱,推测脱色主要是因为甲基橙中的发色集团偶氮键和苯环结构等被氧化破坏,形成了无色的化合物或被彻低氧化为水和二氧化碳。甲基橙降解机理的初步研究发现,该催化剂具有较高的催化性能是因为钴和铜均有类似的Fenton行为,且具有较高的氧化还原电位;在反应过程中铜离子和钴离子之间发生协同作用;pH适用范围广是因为铜和钴离子的的沉淀范围比较广。本文开发了一种新型钴铜复合非均相类Fenton催化剂,对其性能进行研究为该催化剂的实际工程应用提供参考。