利用纳米级零价铁（NZVI）去除水体中的高氯酸盐近年来日益受到关注。但NZVI由于比表面积大易团聚,使得其稳定性和反应活性均大幅度降低。使用羧甲基纤维素（CMC）同步修饰NZVI,可以有效阻碍NZVI颗粒的团聚,增强其稳定性,从而有效提高NZVI对水体中ClO₄^-的还原去除率。本文通过TEM和XRD对自制的CMC-NZVI颗粒进行表征,并运用紫外光谱和红外光谱等方法对其稳定机理加以探讨。利用CMC-NZVI颗粒还原降解ClO₄^-,考察了CMC投加量、NZVI投加量、ClO₄^-初始浓度、初始pH值、反应温度以及Cl-浓度等因素对ClO₄^-去除效率的影响。求出了CMC-NZVI对高氯酸盐的还原反应活化能,并对其动力学规律进行了初步研究。同时考察了在超声波环境中各因素对还原体系去除ClO₄^-效率的影响,并确定其最佳工艺。实验结果表明:经修饰过的NZVI颗粒平均粒径更小,且粒度分布均匀。CMC分子间氢键的形成以及CMC分子中的羧基离子与Fe以单齿配位形式结合,增加了颗粒之间的静电排斥与空间位阻,从而增强了NZVI的稳定性。CMC与Fe最适宜质量浓度比为5﹕1。较大的NZVI投加量、较高的反应温度、较低的pH值都有利于ClO₄^-的去除。相对于其他因素Cl-浓度对体系的降解效率影响较小。CMC-NZVI体系还原去除ClO₄^-符合准一级反应动力学,求得的表观活化能为38.63kJ/mol。在相同的反应条件下,不同反应体系对ClO₄^-去除效率和降解速率大小依次为:超声波辅助CMC-NZVI> CMC-NZVI>超声波辅助NZVI>普通NZVI,其中超声波辅助CMC-NZVI体系降解效率最高分别为后者的1.4、2.6和5.0倍,对应的表观速率常数分别为:0.0052min^-1、0.0015min^-1、0.0008min^-1和0.0004min^-1。在超声环境中,体系的降解效果和反应速率都得到了大大的增强。通过正交试验得出ClO₄^-还原降解的最佳工艺条件为:当ClO₄^-的初始浓度为10mg/L时,降解液的初始pH值5.0,NZVI用量为0.5g/L,反应温度50℃,超声波输出功率为240W,降解时间5h。在此工艺条件下,ClO₄^-降解率为95.2%。