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为解决目前水中难降解有机污染物处理中存在的技术问题,本文研究开发出一种新型物理化学水处理技术-微波强化高级氧化工艺（MAOP）。本文围绕微波强化ClO2催化氧化工艺中催化剂的研制这一技术关键,制备了MnOx/ACF催化剂,并以MnOx/ACF为催化剂,以苯酚模拟废水为处理对象,建立微波强化ClO2催化氧化处理苯酚废水工艺,并深入开展了相关应用的基础研究。本文首先研究了在微波场条件下ClO2/Mn（Ⅱ）均相体系催化氧化处理苯酚废水的工艺。实验结果表明,对于80mg/L的含酚废水,其最佳的工艺条件为:微波辐照功率50W,辐照时间5min ,催化剂Mn（Ⅱ）加入量0.097mmol/L,ClO2浓度80mg/L。在此工艺条件下,水中苯酚的去除率达90.39%。以活性炭纤维ACF为载体,以锰盐（Ⅱ）为活性组分,采用浸渍法制备了MnOx/ACF催化剂,对其在微波强化ClO2催化氧化工艺中的催化活性和稳定性进行研究。催化剂的结构分析表明,MnOx/ACF中锰以MnO、MnO2和Mn2O3等多种形式存在,其中锰的负载量约为1.13%。以自制MnOx/ACF为催化剂,ClO2为氧化剂,研究建立微波强化ClO2催化氧化工艺。对于50mL初始浓度为200mg/L的模拟苯酚废水,最佳的处理工艺条件为:微波辐照功率50W,辐照时间6min,pH值为6,ClO2投加量80mg/L,催化剂加入量3g/L。在此工艺条件下,对苯酚废水的去除率达到80.91%,TOC去除率为67.23%。本文研究了微波强化ClO2催化氧化、微波强化ClO2氧化、水浴条件下ClO2催化氧化和水浴条件下ClO2氧化四种工艺中ClO2与苯酚的反应动力学。结果表明,四种处理工艺条件下,ClO2催化氧化苯酚的反应对于苯酚反应级数为准一级反应,其动力学速率常数k分别为:0.1642、0.0756、0.0725和0.0417min-1。对比四种不同工艺中的反应速率常数可知,微波辐照与MnOx/ACF催化剂联合使用可明显提高ClO2降解有机物的反应速率。采用分子荧光光谱法,对微波强化ClO2催化氧化体系中的羟基自由基的生成规律进行了研究探讨。结果表明,当微波辐照、MnOx/ACF催化剂和ClO2联合使用时,体系中有大量的·OH自由基生成,说明微波辐照与催化剂具有协同作用,可明显提高ClO2氧化体系产生·OH自由基的能力。基于此,本文提出微波强化ClO2催化氧化处理水中有机污染物的可能机制为:废水中的有机污染物首先被吸附于催化剂表面,由于催化剂表面能够强烈地吸收微波,在微波场中生成“热点”,同时催化剂又对ClO2氧化反应具有催化作用产生羟基自由基,由于“热点”的高温作用和羟基自由基氧化反应使吸附于催化剂表面的有机污染物被迅速氧化分解。