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过一硫酸盐高级氧化技术(PMS-AOP)作为一种高效处理水中污染物的新型高级氧化技术备受关注。其中，钴基材料是常见的过一硫酸盐催化剂，然而Co2+/Co3+氧化还原反应限速和钴离子溶出等问题限制其效率和应用。此外，传统自由基反应易受水体共存物质干扰，降低PMS利用率。因此，亟需开发一种高效的过一硫酸盐催化剂。本研究制备钴锰尖晶石型催化剂用于活化PMS降解三氯生(TCS)，探究Co2Mn1O4/PMS反应体系降解TCS的效能及反应机理，为过一硫酸盐催化剂的研究开发和应用提供研究思路。以下为主要的研究内容及结论：
(1)通过氧化沉积再结晶方法合成直径约10nm，比表面积110.1m2g?1的钴锰氧化物纳米颗粒(Co2Mn1O4 )，具有尖晶石结构，并且钴锰元素分别以Co2+/Co3+和Mn2+/Mn3+/Mn4+的多价态形式共存于尖晶石结构中。
(2)Co2Mn1O4/PMS反应体系对TCS表现出高效的降解效率，在0.05gL?1PMS和0.02gL?1Co2Mn1O4条件下反应30min，TCS反应速率为0.1225min?1。单因素实验结果表明，Co2Mn1O4/PMS反应体系催化降解TCS性能随着PMS用量和催化剂投加量增加而增强；Co2Mn1O4/PMS体系具有较宽的pH适用范围(6?9)；水中共存离子Ca2+，Mg2+，Cl?，SO42?，NO3?对该体系降解TCS性能的影响较小。
(3)通过响应面模型(RSM)对Co2Mn1O4/PMS反应体系降解TCS的工艺过程进行了最优化拟合。结果表明，各操作参数的影响程度依次为：催化剂用量>PMS浓度>初始pH。Co2Mn1O4/PMS反应体系降解TCS的最佳条件：pH7.6，PMS用量为179.6mgL?1，催化剂Co2Mn1O4投加量为177.1mgL?1，相应TCS在120s去除率高达95.2%。
(4)结合自由基淬灭实验、电子顺磁共振、循环伏安法和XPS的表征结果，提出Co2Mn1O4催化PMS机理。结果表明，Co2Mn1O4/PMS体系的主要活性物质为SO4??和1O2。Co2Mn1O4尖晶石结构具有可逆的氧化还原特性，促进钴锰金属间的协同效应，同时，产生的1O2可以提高TCS去除效率，也促进金属氧化还原中的电子传递。
(5)GC-MS结果表示，Co2Mn1O4/PMS降解TCS的主要中间产物为2-氯-1,4-苯醌，2,4-二氯苯酚，2-氯-1,4-氢醌，2-氯-5-(2,4-二氯苯氧基)-1,4-苯二酚，表明TCS降解途径主要为醚键断裂和环加成反应。ECOSAR软件的毒性评估结果可知TCS在Co2Mn1O4/PMS体系中总体毒性呈减少趋势。
(1)通过氧化沉积再结晶方法合成直径约10nm，比表面积110.1m2g?1的钴锰氧化物纳米颗粒(Co2Mn1O4 )，具有尖晶石结构，并且钴锰元素分别以Co2+/Co3+和Mn2+/Mn3+/Mn4+的多价态形式共存于尖晶石结构中。
(2)Co2Mn1O4/PMS反应体系对TCS表现出高效的降解效率，在0.05gL?1PMS和0.02gL?1Co2Mn1O4条件下反应30min，TCS反应速率为0.1225min?1。单因素实验结果表明，Co2Mn1O4/PMS反应体系催化降解TCS性能随着PMS用量和催化剂投加量增加而增强；Co2Mn1O4/PMS体系具有较宽的pH适用范围(6?9)；水中共存离子Ca2+，Mg2+，Cl?，SO42?，NO3?对该体系降解TCS性能的影响较小。
(3)通过响应面模型(RSM)对Co2Mn1O4/PMS反应体系降解TCS的工艺过程进行了最优化拟合。结果表明，各操作参数的影响程度依次为：催化剂用量>PMS浓度>初始pH。Co2Mn1O4/PMS反应体系降解TCS的最佳条件：pH7.6，PMS用量为179.6mgL?1，催化剂Co2Mn1O4投加量为177.1mgL?1，相应TCS在120s去除率高达95.2%。
(4)结合自由基淬灭实验、电子顺磁共振、循环伏安法和XPS的表征结果，提出Co2Mn1O4催化PMS机理。结果表明，Co2Mn1O4/PMS体系的主要活性物质为SO4??和1O2。Co2Mn1O4尖晶石结构具有可逆的氧化还原特性，促进钴锰金属间的协同效应，同时，产生的1O2可以提高TCS去除效率，也促进金属氧化还原中的电子传递。
(5)GC-MS结果表示，Co2Mn1O4/PMS降解TCS的主要中间产物为2-氯-1,4-苯醌，2,4-二氯苯酚，2-氯-1,4-氢醌，2-氯-5-(2,4-二氯苯氧基)-1,4-苯二酚，表明TCS降解途径主要为醚键断裂和环加成反应。ECOSAR软件的毒性评估结果可知TCS在Co2Mn1O4/PMS体系中总体毒性呈减少趋势。