水体中抗生素类污染物控制是当前环境领域的研究热点。基于过硫酸盐的高级氧化技术可以广泛高效去除水体中抗生素等难降解有机污染物。催化剂是影响过硫酸盐催化氧化效率的关键因素。研制和应用高活性与易回收的催化剂具有重要意义。本论文优选比表面积大、结构易调控的金属有机框架（MOFs）材料作为前驱体,分别通过合成前修饰以及合成后优化两种改性路线,系统调控关键参数,制备出双金属有机框架衍生催化剂,剖析了两类具有高活性及易回收特性的催化剂结构与催化效率之间的构效关系。进一步通过结构表征与理论计算,阐明了双金属协同与活性物种生成路径等关键机制,为高活性及易回收的催化剂制备与应用提供了理论指导。本论文针对水中典型抗生素类污染物磺胺二甲基嘧啶（SMT）,全面深入研究双金属有机框架衍生催化剂活化过硫酸盐的特性与机制,主要发现与结论包括:（1）基于多金属兼容性、活性位点分布密度与活化过一硫酸氢钾（PMS）性能,比较分析了ZIF-67、ZIF-8、MIL-88A与MOF-74四类MOFs中心位点金属的实际替代比例、比表面积大小以及活化PMS去除SMT的效果,发现ZIF-67、ZIF-8与MOF-74对多种过渡金属（Cu、Zn、Ni、Mn等）均具有优良的兼容性,其金属节点能够按照设定比例实现可控生长。而且ZIF-67与MOF-74的比表面积较大,更有利于活性位点分布,二者可活化PMS快速降解SMT,表明其所含中心位点金属更适于活化PMS。（2）优选不同比例与种类的过渡金属（Cu、Zn、Ni、Mn）替代金属位点的ZIF-67为前驱体,通过溶剂热硫化反应以及煅烧处理,自主制备出具有优异催化活性的系列中空双金属硫化物多面体材料(MxCo3-xS4)。其中最优选的中空钴锰双金属催化剂Mn0.3Co2.7S4可在常温下催化PMS快速降解SMT,8 min内去除率为96.7%,一级反应动力学常数k高达0.363 min-1,较已报道的同类非均相催化剂提高了3-4倍,主要归因于其中空结构具有的高密度活性位点与双金属协同效应。活性物种淬灭实验及电子自旋共振波谱（EPR）结果证明,硫酸根自由基(SO4·-)、超氧自由基(O2·-)与单线态氧（~1O2）是主要活性物种。结合X射线光电子能谱（XPS）与密度泛函理论（DFT）分析,进一步揭示了双金属协同机制:一方面,引入替代金属锰原子加速了价态转变,提升了活性物种生成速率;另一方面,既增大了催化剂与PMS的吸附能,又提高了金属物种的正电荷密度,增强了金属催化中心与PMS的结合能力。（3）采用不用铁锰比例的MOF-74为前驱体,通过与不同用量的三聚氰胺进行煅烧反应,自主设计制备出原位生长的氮掺杂碳纳米管封装双金属磁性材料（FexMny-z NCNT）,其饱和磁化强度为0.23 emu/g,便于回收再利用。该磁性材料可活化PMS降解SMT,30 min内去除率为97.0%,TOC去除率达到48.8%。通过扫描电子显微镜（SEM）分析了铁锰两种金属在磁性材料形成过程中的主要作用,其中铁促进碳层的堆叠并作为主要被封装金属,而锰促进碳纳米管的生长与延伸,由此制备出与Fe Mn-100NCNT同等生长环境的中空氮掺杂碳纳米管（Mn-100NCNT）,为自由基与非自由基引发机制的研究奠定了基础。活性物种淬灭实验与EPR结果表明Mn-100NCNT催化体系中的活性物种仅包括~1O2与SO4·-,而Fe Mn-100NCNT催化体系中的活性物种更为丰富,还包括了·OH与O2·-,证明金属主要引发自由基反应路径,氮掺杂碳纳米管引发非自由基路径。反应后的催化剂易于磁回收及热再生,多次使用仍可保持优良的PMS活化功能,20 min内SMT的去除率可达到90.2%。综上,本论文优选双金属ZIF-67与MOF-74为前驱体,自主设计制备出具有中空结构的双金属硫化物多面体材料与氮掺杂碳纳米管封装双金属磁性材料。以活化PMS催化降解SMT为模型反应,优选出的两种催化剂Mn0.3Co2.7S4与Fe Mn-100NCNT分别表现出高活性与易回收的显著优势。揭示了加速价态转变、提升特异性结合的双金属协同以及自由基、非自由基路径引发等关键机制,为研发高活性与易回收催化剂提供了科学指导。