难降解有机废水通常含有多种高浓度有机物,且生物降解性较差甚至具有生物毒性,尤其印染工业的难降解染料废水因色泽持久和难生物降解而成为污染源,随着人们环保意识的增强以及国家对污染物排放标准更加严格的监督,使得这类废水有效处理成为当前热门的研究课题。因此寻求一种高效的处理工艺和重复利用性能好,催化效率高,经济的催化剂,以满足在难降解有机废水处理方面的利用具有一定的现实意义。本文以天然凹凸棒石为原材料,成功负载多种金属氧化物得到复合纳米型非均相催化剂,并对催化剂及其载体的结构和组织形态进行测试表征。利用所筛选的最优催化剂分别对含亚甲基蓝单一染料废水和含三元混合染料废水进行降解研究,并对该催化降解过程进行优化。通过对比不同的非均相Fenton反应体系降解废水中有机污染物的过程,对该工艺过程降解机理进行了探讨,旨在对反应途径有更清晰的认识。以廉价易得的凹凸棒石为基体,采用超声浸渍法将多种金属氧化物作为活性组分负载于其表面,制备了系列Ce-Fe/ATP（SA1）,Cu-Fe/ATP（SA2）和Ce-Cu-Fe/ATP（SA3）非均相催化剂。通过对催化剂进行筛选发现,当助催化剂（负载铁为主要催化剂,其他负载物均为助剂）前驱物在催化剂前驱物中所占的比例为20%时,得到的催化剂（SA1-4和SA2-4）和助催化剂前驱物量之比为1:1时得到的催化剂（SA3-2）在同系列催化剂中表现出最好的催化性能。Ce-Fe/ATP,Cu-Fe/ATP和Ce-Cu-Fe/ATP非均相催化剂的表征结果表明负载在凹凸棒石表面的活性组分为金属元素铈,铜,铁的氧化物,且多种活性组分的负载使得凹凸棒石棒晶相互搭建成多孔结构,有效增大了催化剂的比表面积和孔容,催化剂制备过程并未导致凹凸棒石原有的晶体结构损毁。利用Ce-Fe/ATP,Cu-Fe/ATP和Ce-Cu-Fe/ATP非均相催化剂分别对含亚甲基蓝单一染料废水和由亚甲基蓝,刚果红及孔雀石绿三种染料混合而成的三元混合染料废水进行降解研究。进行了一系列的单因素降解实验,研究了初始pH值,H₂O₂用量,催化剂用量,染料废水初始浓度以及温度的变化对Ce-Fe/ATP/H₂O₂,Cu-Fe/ATP/H₂O₂和Ce-Cu-Fe/ATP/H₂O₂非均相Fenton反应体系催化降解染料废水过程的影响。结果表明,在最优条件下,三种非均相催化剂对染料废水降解60min后,亚甲基蓝染料废水的降解率均可高达99%以上,混合染料废水的降解率均达到90%以上,对比后发现三种非均相催化剂对混合染料废水的降解率始终低于同一染料（MB）的降解率。且这三种非均相催化剂循环使用三次后,对染料废水降解率无明显变化。对非均相Fenton反应体系Ce-Fe/ATP/H₂O₂、Cu-Fe/ATP/H₂O₂和Ce-Cu-Fe/ATP/H₂O₂降解混合染料废水的过程进行研究,并对非均相Fenton法降解有机物过程机理进行了探讨。结果表明,混合染料废水的降解过程是因为发生Fenton反应即主要基于电子交换和具有强氧化性·OH的氧化作用,从而将难降解有机物有效去除,且降解率大小与反应中生成的·OH自由基浓度呈正相关。通过对比发现,Ce-Cu-Fe/ATP非均相催化剂具有最好的催化性能,并对其降解混合染料废水的动力学进行研究发现,该反应体系具有较低的活化能仅为4.484kJ/mol,且非均相催化剂中活性组分主要以氧化态形式参与反应。