在工业含硫废水的脱硫处理中以空气为氧化剂的方法,具有应用工艺简单,成本低廉,绿色环保等优点。但是空气氧化存在氧气利用效率低,反应条件较严苛等问题。非均相负载型催化剂的设计并使用不仅可以提高氧气在水中的利用率,提高脱硫率,降低反应温度。同时,这一方法也可避免均相催化剂会产生金属离子随废水排出而造成的二次污染。本文通过对催化剂锰源前驱体、载体进行筛选,并优化催化剂的焙烧温度及负载量,采用等体积浸渍法制备了 MnO2/γ-Al2O3非均相负载型催化剂。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、N2物理吸附脱附、傅里叶红外光谱(FT-IR)等手段对其进行表征。以对硫化钠模拟含硫废水的脱硫率为活性评价指标,评价MnO2/γ-Al2O3催化剂的催化性能。结果表明:MnO2/γ-Al2O3催化剂以硝酸锰为前驱体,γ-Al2O3为载体,活性组分Mn的负载量为10%,焙烧温度为450℃时制备的催化剂的活性最佳。对于初始浓度为1000 ppm的硫化钠模拟含硫废水,反应温度为25℃,空气流量0.6 L/min,催化剂用量为1g/L时的反应条件下,反应4.5 h时脱硫率为80.89%。在MnO2/γ-Al2O3催化剂的基础上,采用共浸渍的方法通过掺杂少量的金属(Fe、Mg、Cu、Zn)对MnO2/γ-Al2O3催化剂进行改性,以提高催化剂催化空气氧化硫化物的活性。对改性后的催化剂进行相关的表征和活性评价,并对最优金属助剂改性催化剂的最佳制备条件进行优化。结果表明:在相同反应条件下,以硝酸铜为前驱体,焙烧温度为450℃,1%的Cu金属改性的催化剂的催化活性较优,在反应2 h后,脱硫率在90.54%左右。将Cu-MnO2/γ-Al2O3催化剂用于催化氧化空气处理含硫废水的工艺研究。实验分别在硫化钠模拟废水及真实皮革脱毛含硫废水的体系中进行,探究最佳工艺条件及催化剂使用寿命。结果表明:催化剂在常温条件下,对于中低浓度的含硫废水具有较好的催化氧化处理效果并具有较好的使用寿命。同时对Cu-MnO2/γ-Al2O3催化剂催化空气氧化处理含硫废水反应机理进行了初步研究。通过对反应前后的催化剂进行XPS表征,证明催化剂表面丰富的Mn4+及表面吸附氧物种(Oads)有利于催化反应的进行,催化过程的实现得益于Mn4+/Mn3+氧化还原对的形成,开辟形成了新的电子转移路径。对反应过程中,体系中存在的硫及硫的含氧酸盐根离子浓度的变化进行测定。结果表明:在Cu-MnO2/γ-Al2O3催化剂催化空气氧化处理含硫废水的过程中,硫离子优先被氧化生成S2O32-,反应的最终产物为SO42-。