近年来,由于人们滥用抗生素造成的环境污染尤其水污染问题层出不穷,随着检测技术水平的不断提高,世界各国相继在地表水、地下水甚至是饮用水中检测出低浓度抗生素以及相应的抗性基因,超级耐药菌的出现更是提醒人们,长此以往,人类可能会回归于无抗生素可用的时代。因此,开发水环境中抗生素的高效去除方法显得尤为重要。本研究采用离子交换—原位沉淀法制备树脂负载水合氧化铁(Hydrated Ferrous Oxide,HFO)催化剂(HFO/D201),以水环境中检出率较高的磺胺甲恶唑(Sulfamethoxazole,SMX)及诺氟沙星(Norfloxacin,NOR)两种抗生素为对象,进行催化臭氧氧化降解实验,分别考察各相关因素对降解反应的影响并探究反应机理。(1)以D201阴离子树脂为载体,采用离子交换-原位沉淀法负载水合氧化铁(HFO),制备高分子复合催化剂HFO/D201。利用扫描电子显微镜、能谱分析仪、X-射线衍射仪及傅里叶红外光谱仪对其物理化学性质进行了表征,结果表明,水合氧化铁已成功负载于树脂上,呈分散型细小颗粒状,为无定形态,铁负载量为6.11%。(2)采用HFO/D201对SMX进行催化臭氧氧化实验研究,考察了催化剂投加量、臭氧剂量、p H、抗生素初始浓度、流速及温度等实验条件对其去除效果的影响。结果显示,增加催化剂或臭氧的投加量和降低溶液初始浓度或流速均可提高SMX的去除率。当HFO/D201投加量为0.8 g/L,臭氧剂量为1.58 mg/L,SMX初始浓度为10 mg/L,流速为4 m L/min,温度为25℃,不调节溶液p H时,SMX的去除率可达92.03%,较臭氧氧化体系提高了58.35%,且催化臭氧氧化体系COD去除率为臭氧氧化体系的3.23倍。根据对苯醌及磷酸盐的投加实验结果推测,催化臭氧氧化SMX的反应过程主要集中在催化剂的表面,HFO/D201可以促进臭氧分解生成超氧自由基。催化剂重复使用三次后催化效果有所下降,但仍具有较好的催化活性。臭氧氧化及催化臭氧氧化SMX的相关反应过程均符合一级反应动力学方程,改变相关实验条件均会影响反应速率,同样条件下,催化臭氧氧化体系的反应速率明显高于臭氧氧化体系,表明HFO/D201的加入可以促进氧化反应快速进行。采用液相色谱-质谱联用的方法分析出催化臭氧氧化SMX的19种中间产物,并据此推断出SMX的9条主要降解路径。(3)采用HFO/D201对NOR进行催化臭氧氧化降解研究,考察了催化剂投加量、臭氧剂量、p H、抗生素初始浓度、流速及温度等实验条件对NOR去除率的影响。结果表明,增大催化剂及臭氧投加量、减小溶液初始浓度及流速均可提升NOR的去除率,在HFO/D201投加量为0.8 g/L,臭氧剂量为2.77 mg/L,溶液初始浓度为10 mg/L,流速为4 m L/min,温度为25℃,不调节溶液p H的条件下,NOR的去除率可达80.40%,反应过程遵循羟基自由基氧化原则。催化剂重复使用三次后催化效果有所下降,但仍具有一定的催化活性。动力学分析结果显示,臭氧氧化及催化臭氧氧化NOR的相关反应过程均符合一级反应动力学方程。