含吡啶废水是一种典型的难降解有毒工业废水,催化臭氧化工艺可以对其有效处理,但还存在着催化剂不易分离回收的问题,磁性催化剂可以解决这一问题。本文通过共沉淀法和水热法两种方法,分别在粉末活性炭上负载了 Fe₃O₄或NiFe₂O₄,制备了四种磁性活性炭作为催化剂。以XRD、SEM、EDS、FTIR和BET对催化剂进行表征,以草酸降解实验、磁分离实验和金属离子浸出实验选出最优的磁性催化剂。进行了催化臭氧降解吡啶实验,研究了不同催化剂投加量、不同臭氧浓度和不同pH对降解吡啶及臭氧分解的影响,研究了反应过程中+OH是否存在及其影响。进行了吡啶降解动力学、臭氧分解动力学与臭氧利用率分析。通过表征结果可知,活性炭上成功负载上了 Fe₃O₄或NiFe₂O₄。草酸降解实验中,草酸浓度为100mg/L,催化剂投加量为0.3g/L,臭氧浓度为30mg/L,臭氧流量为1L/min,C-Fe₃O₄（沉淀法）表现出最优的催化性能,草酸去除率为90.34%,这是由于其比表面积较大（由BET结果可知）,同时其具有较好的磁分离性能,这是由于该方法负载的Fe₃O₄具有较好的尖晶石结构（由XRD结果可知）,并且其金属离子浸出率较低,草酸降解反应后,溶液中的铁离子浓度为1.027mg/L。因此选择该磁性活性炭作为本论文的催化剂。降解吡啶实验中吡啶初始浓度均为8mg/L。催化剂投加量为0.2g/L,臭氧水浓度范围从8mg/L到32mg/L时,吡啶去除率从17.11%到50.72%,臭氧浓度越大,吡啶降解速度越快,同时臭氧分解速度越快。臭氧浓度为16mg/L,催化剂投加量范围从0到0.3g/L,催化剂投加量越大,反应初期吡啶降解速度越快,当催化剂投加量为0.05g/L时,反应结束后吡啶降解量最多,去除率为44.25%,这是因为此时催化剂投加比例最优;同时催化剂投加量越大,臭氧分解速度越快。臭氧水浓度为16mg/L,催化剂投加量为0.05g/L,pH值范围从3到11时,酸性条件抑制吡啶降解和臭氧分解,碱性条件促进吡啶降解和臭氧分解,pH=3时吡啶去除率仅为2.86%,pH=11时去除率可以达到81.08%。反应过程中检测到了·OH,臭氧浓度越大,·OH产量越大。叔丁醇会抑制吡啶的降解,臭氧水浓度为16mg/L,催化剂投加量为0.05g/L,当投加200mg/L叔丁醇后,吡啶降解量从2.27mg/L降到1.29mg/L。臭氧水浓度为16mg/L时,对吡啶的TOC去除率几乎为0,投加0.05g/L催化剂后,TOC去除率为17.45%,提高了吡啶的矿化度。实验得到吡啶降解拟合方程:-r₁=k₁C₁^1.3067C₂^0.7519,C₁为催化剂投加量,C₂为OH-浓度。得到臭氧分解拟合方程:-r₂=k2c11.1812c20.492,C₁为催化剂投加量,c₂为OH-浓度。臭氧水浓度为16mg/L,催化剂投加量从0到0.3g/L,当投加量为0.05g/L时,臭氧利用率最高。保持催化剂投加量不变,臭氧浓度越大时臭氧利用率越低。保持催化剂与臭氧含量不变,pH越大时臭氧利用率越高。