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非均相芬顿催化剂的机理是有机物和双氧水由溶液主体扩散到催化剂表面的活性位点附近并发生吸附，随后在催化剂的催化剂成分的催化作用下，过氧化氢分解产生·OH，从而引发自由基链式反应将有机物氧化降解，最后降解产物从催化剂表面脱附，扩散至溶液主体中。然而不论催化剂具体以怎样的方式发生作用，非均相体系的催化剂表面大都要发生复杂的铁循环过程，以维持整个催化氧化反应的顺利进行。而非均相芬顿催化剂高温焙烧等工序精制而成起氧化作用的活性物种就在这一过程中产生。提高了羟基自由基的产生量，避免了铁泥的产生，减少了二次污染，具有催化活性高、使用寿命长等特点。
