自然过程、工业和家庭活动产生的有机废水中含有大量的有机污染物,对人类健康和生态环境带来了严重的负面影响。因此寻找有效的处理有机废水的手段是当今首要考虑的问题。目前已发展了多种处理有机废水的方法包括生物法、物理法和高级氧化法等。其中新型的高级氧化法由于效率高,反应速率快、彻底,操作简单等特点在处理有机废水方面得到广阔的应用。而高级氧化技术关键步骤是寻求高效稳定,环境友好型的催化剂。四氧化三锰(Mn3O4)具有诸多优良催化剂所具备的特征,然而其与石墨相氮化碳(g-C3N4)的复合物对催化活性的研究却鲜有报道。此外,非均相催化体系具有传质效率低,不易分离和回收等缺点,而膜技术可以有效改善这些弊端。因此,本文首先通过两步法合成了Mn3O4/g-C3N4的复合物,并将其用作过一硫酸盐(PMS)的活化剂用于降解水中的有机污染物。通过X射线粉末衍射(XRD),傅氏转换红外线光谱(FT-IR),扫描电子显微镜(SEM)及其能量色散谱分析(EDS),X射线光电子能谱(XPS)等表征技术分析催化剂表面特性,探究了 g-C3N4的加入量对Mn3O4催化活性的影响及复合催化剂活化PMS的机理。然后筛选出催化性能最优的复合催化剂,与聚四氟乙烯(PTFE)膜负载,构建Mn3O4/g-C3N4催化膜/PMS体系,对水中的多种有机污染物进行过滤分析,评价该催化膜在活化PMS降解有机污染方面的应用潜力。主要结论如下:1.通过两步法成功制备出Mn3O4/g-C3N4复合催化剂,其中Mn3O4纳米点(6-10 nm)均匀地分布在g-C3N4纳米片上。构建了 Mn3O4/g-C3N4/PMS体系用于降解水中的四氯苯酚(4-CP),结果表明与单一催化剂Mn304和g-C3N4相比,Mn3O4/g-C3N4复合催化剂展现出更强的催化能力,并且不同g-C3N4纳米片加入量所合成的催化剂催化能力不同。其中Mn3O4/g-C3N4-150催化剂表现出最优的催化能力。详细探究了催化剂的用量、pH、PMS浓度等反应因素对4-CP降解过程的影响,结果表明该催化体系能够在pH为2-10的宽范围内均表现出较高的催化效果。基于自由基淬灭实验以及ESR光谱测试确定了 Mn3O4/g-C3N4/PMS体系中产生的活性物种主要是单线态氧(1O2),并对该反应体系提出了合理的催化机理。2.为了使异相催化剂Mn3O4/g-C3N4便于分离和回收,并提高传质速率,我们通过简单的真空过滤的方法构建了 Mn3O4/g-C3N4催化膜(Mn3O4/g-C3N4@PTFE)。在加入PMS的条件下,该催化膜对水中不同有机污染物四氯苯酚(4-CP),双酚A(BPA),罗丹明B(Rh B),左氧氟沙星(Levofloxacin)均具有较高的过滤降解效果。通过测试催化体系的重复利用性,Mn离子溶出衡量其稳定性。