水资源是人类赖以生存的一项可再生资源,和人类生产和社会生活息息相关。随着工业的急剧发展,水资源受到了严重的威胁。水体中一系列不可以生物降解的或者是非常难降解的有机污染物严重影响人们的生活质量。有机物的降解方法有很多,如Fenton、类-Fenton、光-Fenton、电-Fenton 等。Fenton 反应的 pH 范围非常狭窄(2.5-3.5),类-Fenton反应的催化剂易被污染,光-Fenton和电-Fenton反应成本较高,pH也比较低,并且这些处理方法降解效率和·OH的产生效率较低。因此寻找一种温和条件下高效降解有机物和产生·OH的方法势在必行。本课题组前期依据氧化铁与Fe(Ⅱ)存在电子转移,并在氧化铁表面产生“新生态”Fe(Ⅱ)*和新生电子,研究了对硝基苯酚和4,4’一二硝基二苯乙烯一2,2’一二磺酸(简称DNS酸)制备对氨基苯酚和4,4’一二氨基二苯乙烯一2,2’一二磺酸(简称DSD酸),发现该体系不仅还原选择性高、反应速率快且可副产纳米氧化铁。这些前期工作,为本论文在开放体系下,Fe3O4/Fe(Ⅱ)将新生电子传递给H202,使H2O2分解生成极其活跃的·OH,从而提高OH的生成效率提供了依据。本论文的主要内容包括:1、利用本课题组前期研究的液相催化相转化的方法制备得到Fe3O4。通过XRD、SEM、IR等测试手段对制备的Fe3O4材料进行表征,结果表明所制备的材料为球形的Fe3O4,颗粒尺寸大约20nm。2、利用Fe3O4/Fe(Ⅱ)体系催化H2O2分解产生羟基自由基,以亚甲基蓝为污染物模板,探究了反应的温度、pH值、滴加速度、Fe(Ⅱ)与H2O2的投加量对于降解效率的影响,结果表明这些因素都有一个最佳使用量。并且降解了罗丹明B、苯酚、苯甲酸、双酚A等其它六种物质,降解效果用UV-vis,HPLC和TOC进行了表征,结果表明该体系没有选择性,有机物的降解率和TOC去除率均能接近100%,与Fenton反应相比,降解效率和·OH的产生效率明显提高。3、初步分析了 Fe3O4/Fe(Ⅱ)体系催化H2O2分解产生羟基自由基降解有机污染物的机理。利用LC-MS追踪了罗丹明B和苯甲酸两种物质降解过程的中间产物,结果表明:罗丹明B结构复杂,比较难降解,中间产物种类多;苯甲酸结构简单,较容易降解。对反应后的氧化铁进行了 XRD、SEM、IR表征和循环使用,结果表明Fe3O4/Fe(Ⅱ)体系进行了电子转移,反应后的Fe3O4结构基本不变,循环使用后,有机物的降解率仍能达到100%左右。氧化铁/Fe(Ⅱ)共存催化H202分解产生·OH降解有机污染物具有以下优点:反应条件非常温和,在常温pH接近中性的条件下就能够得到接近100%的降解,并且没有选择性,与Fenton反应相比,降解效率和·OH的产生效率明显提高,大大克服了 Fenton反应的缺点,因此具有潜在的应用前景。然而本论文的研究仍然存在一些问题,本论文只研究了 Fe304与Fe(Ⅱ)的共存体系,今后应需研究其它种类的氧化铁与Fe(Ⅱ)共存的情况。在反应过程中新生成的氧化铁仍需研究能否作为颜料销售从而节约成本。这些问题都有待以后工作中继续进行。