磺胺嘧啶(SDZ)是一种具有代表性的磺胺类抗菌药物,在医药、农业和养殖等多个行业得到广泛应用。但近年来频频报道出磺胺抗生素尤其是磺胺嘧啶污染日益严重,已经对生物安全和环境稳定造成严重威胁。对SDZ的高效去除是极其必要且紧迫的,而传统处理技术普遍存在着去除不彻底、难实际应用等问题。基于硫酸根自由基的高级氧化法因其出色的降解污染物性能被广泛研究和关注。寻找一种高效的过硫酸盐催化剂是这一方法的关键,其中非均相Fe/C催化剂由于催化活性高、易分离回收等优势得到研究者青睐。但如何制备一种原料环保易得、制备简单有效、催化效果优异的Fe/C催化剂仍需要继续探索。因此,本文以价廉环保且富含铁碳元素的柠檬酸铁为原料制备Fe/C催化剂,进行表征分析,并将其用于活化过二硫酸盐(PDS)和过一硫酸盐(PMS)降解SDZ,考察反应因素对降解的影响,探究体系中SDZ降解机理,研究结果可为水环境中SDZ的去除提供技术参考。主要研究结论如下:(1)采用高温immediate postoperative碳化法在四种热解温度(700、800、900、1000℃)下制备出四种Fe/C催化剂,通过SEM、EDS、BET、XRD、FTIR、XPS、TG和VSM分别对其进行表征。热解温度影响催化剂材料的形貌结构和组成等,过高和过低的热解温度均不利于其作为过硫酸盐催化剂的能力提升;高温下会出现材料孔道塌陷和团聚等现象,低温时则不利于相关铁氧化物的形成;其中,Fe/C-800比表面积最高,其和Fe/C-900一样具有疏松多孔的介孔结构,二者XPS和XRD表征都证明了其中Fe~(2+)、Fe~0的丰富含量,有助于过硫酸盐的活化以及SDZ的降解;Fe/C催化剂具有优异的磁性能,可快速分离实现循环利用。(2)考察不同热解温度对Fe/C催化剂活化PDS降解SDZ的影响,确定以800℃下所得催化剂Fe/C-800作为该体系目标催化剂深入研究,分析其活化PDS降解SDZ的性能及作用机理。结果表明,0.05 g/L的Fe/C-800在PDS投加量为1 mmol/L、溶液初始p H值为7时可降解98.8%的SDZ(10 mg/L);具有较广p H值适用范围,低催化剂投加量下即可高效降解不同浓度SDZ,且循环利用性能良好,反应结束后铁离子溶出量低;共存阴离子和腐殖酸对SDZ降解的抑制程度均很微弱,体系具有较强抗干扰能力。(3)对比四种Fe/C催化剂活化PMS降解SDZ的效果,确定以900℃下所得催化剂Fe/C-900作为PMS体系的最佳催化剂进行深入研究,探究各反应因素对SDZ降解的影响。体系的最佳反应条件为:Fe/C-900浓度为0.1 g/L、PMS浓度为0.5 mmol/L、p H=7,可降解98.7%的SDZ(10 mg/L);过高或过低的Fe/C-900和PMS浓度都不利于降解效果的提升;该体系在p H为3～9和SDZ初始浓度为5～40 mg/L时表现优异,特别是对p H=9的SDZ也具有98.6%的去除效果;Fe/C-900三次循环后对SDZ降解率仅下降11.2%,具有良好稳定性;铁离子溶出量仅为0.3DS-3201小鼠50 mg/L,二次污染小;共存物质对SDZ降解的抑制作用都不显著。(4)对比分析Fe/C催化剂活化PDS/PMS两体系的降解性能和降解机理。从降解性能来看,Fe/C-800由于比表面积较大、铁含量较高等优势,在PDS体系中投加低浓度即可实现SDZ高效降解,而Fe/C-900在PMS体系的用量则增大了一倍;PMS的不对称结构和较强的氧化去除污染物能力使得PMS用量仅为PDS的一半;PMS体系比PDS体系更能适应处理碱性SDZ废水;PMS体系中Fe/C-900的重复利用性能要优于PDS体系中的Fe/C-800;两体系对较大浓度范围的SDZ均具有优异的处理效果。从降解机理来看,两体系中均存在自由基途径及非自由基途径共同作用于SDZ的降解过程。PDS体系中各活性物质贡献程度为:~1O_2>O_2~-·>SO_4~-·>OH·,PMS体系中各活性物质贡献程度为~1O_2>SO_4~-·>O_2~-·>OH·,两体系均是以~1O_2为主导的非自由基途径的降解过程,而在自由基途径中以SO_4~-·和O_2~-·为主要活性物质;催化剂中的Fe~0和C可促进Fe~(3+)转化为Fe~(2+),在良性循环寻找更多中实现对SDZ的持续高效降解;两体系都是通过Fe/C催化剂释放出Fe~(2+)、Fe~0等活化PDS/PMS或PDS/PMS自身分解产生多种活性物质协同去除SDZ。