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腐殖酸(HAs)是天然有机物(NOM)中的主要成分,广泛存在于自然水体中。腐殖酸不仅能使水体发黑发臭,还会与水体中的重金属或有机物结合,形成更复杂的污染物。此外,在饮用水消毒中,腐殖酸会与氯形成有致癌性的消毒副产物,如三氯甲烷和卤乙酸。因此,水体中腐殖酸的去除受到很大的关注。本文以腐殖酸作为研究对象,探索微波/Co3O4-CuO-AC/H2O2(Na2S2O8)体系降解腐殖酸的主要影响因素,研究微波、Co3O4-CuO-AC和H2O2(Na2S2O8)的协同作用机制以及自由基的作用机理。主要研究内容包括:(1)利用微波/Co3O4-CuO-AC/H2O2体系处理腐殖酸,反应条件为:微波温度80℃,H2O2浓度9.8 mmol/L,催化剂投加量0.5 g/L,初始pH=7,反应时间60 min,此时UV254和TOC的去除率分别为88.2%和71.2%。利用微波/Co3O4-CuO-AC/Na2S2O8体系处理腐殖酸,反应条件为:微波温度80℃,Na2S2O8浓度4.9 mmol/L,催化剂投加量0.5 g/L,初始pH=7,反应时间60 min时,UV254和TOC的去除率分别为90.3%和79.7%。(2)微波/Co3O4-CuO-AC/过氧化物体系中,腐殖酸的降解满足一级动力学方程。温度升高可促进自由基的产生,加速腐殖酸的降解,腐殖酸在微波/Co3O4-CuO-AC/H2O2和微波/Co3O4-CuO-AC/Na2S2O8两种体系中的降解反应活化能分别为82.5 kJ/mol和129.9 kJ/mol。(3)利用EPR检测微波/Co3O4-CuO-AC/H2O2体系中自由基类型,发现体系中存在·OH,在叔丁醇和三氯甲烷作为淬灭剂实验中,表明体系存在·OH和O2-?这两种自由基,而·OH是主要的自由基类型;在微波/Co3O4-CuO-AC/Na2S2O8体系中,EPR的测定结果表明,反应体系中存在着·OH和SO·4-,并通过甲醇以及叔丁醇的淬灭实验验证,自由基的主要类型是·OH和SO·4-。(4)SEM结果表明经HNO3活化后的活性炭表面孔隙扩大,分布较为均匀,而负载型活性炭使金属氧化物成功地分布在活性炭的表面和孔隙。BET分析结果表明金属氧化物负载在活性炭上有利于增大催化剂的比表面积。XRD分析结果显示,Cu和Co在催化剂中以CuO和Co3O4的形式存在。XPS分析结果表明金属氧化物中主要是Cu(II)、Co(III)和Co(II)起催化作用。