超临界水氧化（supercritical water oxidation,SCWO）技术,因其具备反应速率快、耗时短、过程密闭性好、去除率高、二次污染小等优点,已成为处理含氮污染物的研究热点。但现有的报道未对含氮化合物在SCWO过程中含氮产物转化、脱氮规律与降解机制进行系统研究。本论文选取不同含氮化合物,研究了含氮化合物在SCWO过程中TN去除效果与脱氮规律,并结合密度泛函理论（density functional theory,DFT）,从量化参数角度揭示SCWO过程的脱氮机理,主要研究内容与结果如下:（1）SCWO过程中无机氮（NO₃^-/NH₄⁺）氮元素形态转化机理研究。发现SCWO过程中NH₄⁺被·OH氧化产生·NH₂、·NH、HNO:等产物,其中·NH可以与HNO:进一步反应生成N₂;由于NH₄⁺自身结构稳定,仅有少量的NH₄⁺可以被·OH氧化成·NH₂,导致NH₄⁺在SCWO条件下脱氮效果不理想（去除率<15%）。SCWO过程中NO₃^-水热分解生成NO₂^-与O₂,其中NO₂^-被水热反应中的活性H还原成NO与N₂;但SCWO过程中存在大量的·OH,致使NO₃^-难以向NO₂^-转化（去除率<10%）。NH₄⁺与NO₃^-同时存在时,经过热解可生成·NO₂、NO₂^-、·NH₂、·NH;其中·NO₂与·NH₂更易反应生成N₂,实验表明当NO₃^-/NH₄⁺=1:1（摩尔比）时,TN去除率为21.2%。有机助燃剂可提高热值、增加反应体系中C、H元素的含量,促进NO_x^-的还原、实现向N₂转化。（2）SCWO过程中含氮有机物脱氮规律研究。发现TN去除率随着温度（350-550 ^oC）与停留时间（0.5-6 min）的增加而增加,可达到43.7-93.3%。偶氮类化合物TN去除率（均值为84.4%）,显著高于氨基类（61.9%）、硝基类（60.6%）、杂环氮类（57.8%）。含氮产物结果表明,在SCWO过程中有机氮可迅速实现无机化,其中氨基与杂环氮类化合物会迅速分解成NH₄⁺和少量的NO₃^-,而硝基类化合物则分解成NO₃^-和少量的NH₄⁺;NH₄⁺与NO₃^-在反应中含量相对稳定,二者仅能实现部分脱氮,脱氮效果不理想,因此SCWO过程中有机氮削减是TN去除的主要贡献源。（3）SCWO过程中邻、间、对-硝基苯胺（2-,3-,4-NA）脱氮规律研究。发现TN去除率整体上呈现出2-NA（85.2%）>3-NA（79.0%）>4-NA（74.9%）,表明分子内氨基与硝基的协同脱氮效率更高,且二者的空间距离越近脱氮效果越好。基于DFT计算结果,预测出邻、间、对硝基苯胺在SCWO反应中的降解路径,发现在·OH进攻下,氨基与硝基会产生活性氨基与硝基点位,二者相互反应促进N₂的转化并生成少量的NH₄⁺、NO₃^-;SCWO过程中生成的NH₄⁺与NO₃^-含量消减慢,表明无机N的氮气转化速率低。通过苯胺/硝基苯=1:1（摩尔比）试验,发现混合后的苯胺/硝基苯TN去除率高于二者单体化合物的均值,因此推测:在SCWO过程中很可能存在分子间的氨基与硝基协同脱氮路径,致使苯胺/硝基苯混合后的TN去除率高于二者的TN去除率均值。（4）SCWO过程中硝基与氨基/杂环氮类化合物协同脱氮规律研究。硝基与氨基/杂环氮类化合物混合后TN去除率均值为66.7%,高于单体化合物的均值（58.1%）,证明硝基与氨基/杂环氮类化合物之间存在协同脱氮作用。基于SCWO过程中有机氮削减迅速和NH₄⁺/NO₃^-脱氮速率慢,对应构建了前端活性氨基/硝基生成反应的快速平衡和末端N₂转化限速控制的总体反应历程,通过平衡假设计算,表明协同脱氮速率k_MIX-TN与单体k_TN相关。试验数据的动力学计算证明了上述反应历程的平衡假设是可行的,k_MIX-TN=4.2608k_NO2-TNk_NH2-TN,R²=0.7910;同时,k_MIX-TOC=2.6745k_NO2-TOCk_NH2-TOC,且R²=0.8274。进一步通过量子计算分析发现键级（BO_x）与轨道能量(E_HOMO、E_LUMO与E_gap)显著影响协同脱氮效果,当硝基与氨基/杂环氮类化合物具有相近的BO_x、E_HOMO、E_LUMO与E_gap数值时,二者键级与轨道能量相匹配,SCWO过程中会同步产生活性硝基与活性氨基,实现协同脱氮,导致k_MIX-TN数值增大。（5）含氮有机物在SCWO过程中TN去除速率与反应温度的QSAR模型的研究。构建了k_TN、T_N50与19种量化参数的构效关系（QSAR）模型,其中模型M4:lgk_TN=-1.279-3.371f（-）_n–1.608E_gap-0.097q（N）+0.471BO_x,模型M8:T_N50=483+647f（-）_n+318E_gap+28q（N）–68BO_x表现出最优稳定性与预测能力。发现接触机会(E_gap)、位点活性（f（-）_n）与化学键断裂（BO_x）是影响SCWO过程中脱氮行为重要“三因素”。随着E_gap、f（-）_n的增大与BO_x减小,致使目标物容易发生氧化降解,导致TOC含量迅速下降,当TOC含量趋于零时,由于体系内热值不足,溶液中NH₄⁺、NO₃^-难以实现有效脱氮,导致TN的去除速率(k_TN)减小、TN去除率达到50%(T_N50)所需要的温度增高。基于上述研究,发现在SCWO过程中分子内的硝基与氨基脱氮效率优于分子间、且硝基与氨基空间距离越近脱氮效率越好;氨基与硝基化合物混合脱氮效率高于单体化合物均值,表明氨基与硝基化合物脱氮过程中存在协同作用;键级（BO_x）与轨道能级(E_LUMO、E_HOMO与E_gap)是影响SCWO过程中协同脱氮效果的重要因素;通过QSAR模型,发现E_gap（接触机会）、f（-）_n（位点活性）与BO_x（化学键断裂）是影响SCWO过程中单体化合物脱氮行为主要作用机制。