随着社会的发展,水污染问题日益严峻,已经引起了全世界的广泛关注。在现有众多的水处理技术中,高级氧化技术因其强氧化性和高效降解污染物的特点而被广泛应用。其中,以H₂O₂和O₂为绿色氧化剂的类Fenton反应尤为得到研究者的青睐。利用廉价的H₂O₂和O₂作氧化剂降解有机污染物,其还原产物为H₂O,不会引起二次污染,因此具有更大的实际应用价值。但是,要使它们能高效地降解污染物,必须采取有效的手段对其进行活化产生强氧化性的自由基,而目前更多的是利用铁基金属催化剂对其进行活化。本文采用相同的制备方法,不同的反应物前驱体,制备了两种改性的Fe₃O₄基纳米催化剂,将其分别用于催化活化H₂O₂和O₂氧化降解有机氯污染物4-氯苯酚。主要的研究内容如下:（1）以Fe（NO₃）₃·9H₂O为铁源,乙二醇为溶剂和还原剂,采用溶剂热法制备了Fe₃O₄磁性纳米颗粒,通过XRD、Raman、TEM和BET对其进行了物相组成、形貌和比表面积的表征。结果显示制备的Fe₃O₄纳米颗粒近似呈球形,平均粒径约15 nm,比表面积达到91.9 m2 g-1。研究其催化活化H₂O₂降解4-CP的性能,通过实验,对污染物初始浓度、催化剂用量、H₂O₂用量和溶液pH等因素进行了条件优化,并发现在优化条件下,0.3g L-1Fe₃O₄,1.6 mmol L-1H₂O₂在溶液初始pH=5.7时,能在15 min内完全降解去除0.4mmol L-1 4-CP。通过FT-IR的表征分析,阐明了Fe₃O₄活化H₂O₂降解4-CP的机理主要是因为新的溶剂热法可导致Fe₃O₄磁性纳米颗粒表面的富羟基化和配位作用。广义地说,所得Fe₃O₄磁性纳米颗粒实际上是一种改性的Fe₃O₄纳米颗粒,而所提出的制备方法则是一种将制备与改性步骤合二为一的一种新方法。（2）在上述制备体系中,进一步添加Cu（NO₃）₂·3H₂O作为铜源,制备了Cu0/Fe₃O₄纳米复合催化剂,采用XRD、TEM和SEM对其组成和形貌进行了表征。Cu0/Fe₃O₄的粒径为50⁷0nm。研究了其催化活化水中溶解氧降解4-CP的性能,在空气气氛条件下,1.0g L-1 Cu0/Fe₃O₄在60min内可使4-CP的去除率达到99.5%。通过探究不同Cu/Fe摩尔比的样品对4-CP降解效果的影响,确定了制备时nCu/n（Cu+Fe）的最佳摩尔比为0.25。通过与单一成分Cu0和Fe₃O₄的降解效果比较,证实了复合物活化O₂时两种成分间存在着协同作用。还将其用于对其它有机污染物的降解,确定了Cu0/Fe₃O₄的普遍适用性。（3）利用自由基捕获实验、自由基荧光分子探针技术和ESR技术对Cu0/Fe₃O₄-Air体系中的活性氧物种进行了分析鉴定,推测出活性氧物种的形成路径是一个单电子转移过程,为O₂→·O₂^-→H₂O₂→·OH。通过对反应前后催化剂的XPS表征,提出了其可能的活化O₂机理,解释了催化剂具有广泛pH适用性和高效催化活性的原因。