近几年,基于硫酸根自由基(S04·-)的高级氧化技术引起了人们的高度重视并被广泛使用,因为S04·-的氧化还原电位比传统的羟基自由基(.OH)高,对pH值的要求范围广,反应过程不会产生大量的铁泥,对有机物的矿化程度高,操作简便及环境友好性。其中,均相催化氧化技术虽然操作简便、反应迅速,但存在因催化剂不易回收再利用而造成的成本高、Mn2+对自然环境可能造成潜在的二次污染和生物毒性等问题。而非均相催化氧化技术将催化剂固定在载体上,从而解决了以上问题。本研究主要是对基于硫酸根自由基的高级氧化技术氧化吸收NO进行的研究,选择氧化石墨烯(GO)作为Mn3O4、CO3O4的载体制得Mn3O4/GO、Co3O4/GO纳米复合物做为非均相复合催化剂催化Oxone产生硫酸根自由基,同时从催化剂制备方法出发,考察负载量、热解温度以及热处理时间的影响因素及作用,对最佳条件下的反应条件进行动力学分析,考察了此催化剂的活性剂稳定性,主要获得了以下几个方面的研究成果。(1)催化剂的制备及表征以天然鳞片石墨为原料,利用改良的Hummers法制备了氧化石墨,又以氧化石墨为前躯体,在水溶液体系中采用溶剂浸渍法一步合成Mn3O4/GO、Co3O4/GO纳米复合物催化剂。采用XRD、FT-IR、Raman、XPS、SEM、EDS等手段对制得的GO及Mn3O4/GO纳米复合物进行表征,表征的结果表明Mn3O4成功负载在GO之上。制得的氧化石墨烯表面较光滑且边缘处有氧化石墨烯特有的褶皱,片层上还有大量的羧基、羟基、环氧基等含氧官能团；而Mn3O4/GO纳米复合物中有Mn3O4的存在,但XRD衍射峰较小,同时由于GO片层上形成了大量的Mn3O4而使氧化石墨烯的层状结构消失,Mn3O4的晶格尺寸为5.7621A,同时EDS证实了复合物是由C、 O、Mn三种元素组成。(2)制得的催化剂复合物Mn3O4/GO具有很高的催化活性及稳定性将制得的Mn3O4/GO纳米复合物作为非均相催化剂应用到基于硫酸根自由基氧化NO的过程中,Mn3O4/GO复合物表现出了很高的催化活性。同时研究表明,氧化活性除与催化剂制备过程中催化剂负载量、热解温度以及热处理时间有关外,还与反应过程中溶液的pH值、PMS投加量、催化剂浓度以及温度有关且存在一个最佳值。考虑到反应效率及经济实用性等方面的因素,最终确定的最佳反应条件为：在催化剂负载量为50%、热解温度为180℃及热处理时间7h的条件下,用碳酸氢钠调节溶液pH为4.00,PMS投加量为6mM,催化剂浓度为0.5mM,反应温度为25℃时,氧化效率可达70.58%。催化剂在经过7次循环使用后,溶液中溶出的锰离子浓度依然很低,表明主要起氧化作用的并非是锰离子而是Mn3O4中的Mn2O3。(3)最佳氧化吸收条件下动力学分析对负载量、热解温度以及热处理时间的最佳条件进行准一级动力学研究,结果表明pH、PMS、[Mn2+]及温度与反应速率常数均呈现出了良好的线性关系,并根据Eyring-Polanyi方程,通过建立ln(k/T)与1/T的线性图,计算出了各个最佳条件下的Ea、活化焓(△H)、活化熵(△S)以及反应的吉布斯自由能(△G)。(4) Co3O4/GO催化Oxone氧化吸收NO的研究采用XRD、FT-IR、Raman、SEM、EDS等手段对制备的GO、Co3O4及Co3O4/GO进行相关的表征测试,表征的结果表明Co3O4成功负载到GO之上。最佳反应条件为：催化剂浓度为0.75mM,氧化剂投加量为6mM,反应温度为35℃时,氧化效率可达66.59%。