对氯硝基苯(p-CNB)作为常见的工业化学品合成的中间体,是一种典型的有毒有害卤代芳香族硝基化合物。近年来,由于含有对氯硝基苯工业废水的不合理排放,对生态环境造成了污染,引起了研究学者的广泛关注。目前多采用氧化法对p-CNB进行处理,然而由于该化合物苯环上的硝基以及卤素都是吸电子基团,氧化法去除p-CNB的效率不高且经济性差。不妨采用还原法,应用还原法处理对氯硝基苯的研究大多应用铁基材料。考虑到金属铝储量高、化学性质活泼,且铝水反应制氢被视为储存氢气的有效方法,有很好的应用前景。但是铝的氧化膜会阻碍其反应的发生,因而,研究出有效阻碍氧化铝薄膜形成的方法,对于发展铝水制氢以及将铝应用于水处理技术有着十分重要的作用。因此,研究新型铝基材料对p-CNB废水进行降解,并深入研究其降解途径,有助于实现将还原法应用于实际对氯硝基苯废水处理工艺。本文选用铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、锡(Sn)四种金属材料,采用加热熔融法分别制备二元铝-镓合金(Al-Ga)和四元铝-镓-铟-锡(Al-Ga-In-Sn)合金,并对其进行SEM、XRD、EDX、DSC表征。通过研究金属种类及各组分比例对其降解对氯硝基苯的影响,并综合考察其水解制氢性能。当初始p H为5.7,p-CNB初始浓度为10μM,质量比Al:Ga:In:Sn=34:49:10:7的合金投量1 g/L,体系温度25℃,磁力搅拌转速为450rpm的条件下,反应30 min后,p-CNB的去除率达76.6%,其产氢效率为95.27%。此Al-Ga-In-Sn合金样品对p-CNB去除有较好的作用效果,确定选用四元合金展开后续深入研究。本文从p-CNB初始浓度、铝合金材料投加量、反应体系温度、p H以及共存无机阴离子几个方面讨论了Al-Ga-In-Sn合金材料对p-CNB还原过程的影响,研究Al-Ga-In-Sn合金还原p-CNB的基本规律,为后续进一步探究反应机理打下基础。本文最后研究了Al-Ga-In-Sn合金还原p-CNB的降解产物及路径。通过GC-MS检测到p-CNB的还原产物为1-氯-4-亚硝基苯(CNSB)和对氯苯胺(p-CAN),其反应过程主要分为四个步骤,首先p-CNB扩散到溶液中,并被合金表面吸收。然后,Al-Ga-In-Sn合金中活性铝到达合金表面并溶解于溶液中。同时,铝为p-CNB的还原提供电子和反应位点,而苯环上的硝基发生取代反应,生成副产物Al O(OH)被合金表面产生的氢气吹到溶液中,使反应持续有效地进行。研究认为所制备的Al-Ga-In-Sn合金具有较好的实用性。本研究为Al-Ga-In-Sn合金在环境中难降解污染物治理中的应用提供了一定的理论依据和数据基础。