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光催化技术能无选择性地将有机污染物彻底矿化为二氧化碳、水和无机离子，但存在空穴一电子对复合机率较大，光催化效率低等问题；臭氧化技术能够高效地将有机物氧化，但是一定的选择性，不能彻底矿化有机物。光催化氧化与臭氧氧化两种技术联用，臭氧可作为电子捕获剂，降低空穴与电子的复合率，提高光催化的效率；光催化又可强化臭氧对有机物的氧化降解反应，提高臭氧分子的利用效率，是一种很有前景的水处理技术。本文以H酸（1-氨基-8-萘酚-3，6-二磺酸）为污染物模型，研究了二氧化钛光催化（TiO2/UV）、臭氧化（O3/UV）和二氧化钛光催化-臭氧联用（TiO2/O3/UV）对H酸的降解特性；系统研究了空穴、羟基自由基和超氧基等活性基团对H酸的降解的作用；采用高效液相/质谱（HPLC/MS）对TiO2/UV、O3/UV和TiO2/O3/UV中产生的中间产物进行检测，分析了H酸在TiO2/O3/UV中的降解途径；利用Langmuir-Hinshelwood模型和准一级动力学方程对H酸在TiO2/O3/UV中的降解进行了动力学研究。在此基础上，利用Cu离子对TiO2进行嫁接改性制备了可见光响应Cu（Ⅱ）-TiO2光催化剂，研究了可见光下Cu（Ⅱ）-TiO2与臭氧联用对乙二酸的降解特性，探讨了该系统的反应机理、考察了其化学稳定性。论文获得了以下主要研究结果。在H酸的降解实验中，反应10min后，TiO2/O3/UV对H酸的降解率为97%，显著高于TiO2/UV和O3/UV系统的12%和70%。在碘离子存在的条件下，TiO2/UV对H酸的降解率大大降低，反应120min后H酸的降解率仅为15%，远低于无碘离子条件下的82%；在叔丁醇和苯醌存在的条件下，TiO2/O3/UV中H酸的降解率变化不大，表明在TiO2/O3/UV的反应中H酸主要被TiO2表面的空穴和溶液中的臭氧氧化，羟基自由基和超氧基起次要作用。荧光发射光谱分析结果表明臭氧存在的条件下TiO2的荧光发射强度明显降低，臭氧通入时间为40min时，其强度约为不通入臭氧时的65%；说明臭氧能够有效抑制TiO2上光致电子和空穴的复合，提高光催化效率。研究发现，在TiO2/O3/UV的反应中H酸首先被氧化为多羟基芳香化合物、不饱和苯羧酸及醌类；通过进一步反应，中间产物的芳香结构被彻底消除，最终通过Photo-Kolbe反应实现矿化。利用光催化的Langumuir-Hinshelwood模型和臭氧化的准一级动力学方程模型得到TiO2/O3/UV的动力学方程，计算了均相反应速率常数k、异相反应速率常数k’ozone和平衡吸附常数K值，分别为0.293min-1、14.302ppm/min和0.464ppm-1，光催化异相反应速率和臭氧化均相反应速率分别高于TiO2/UV和O3/UV中的。基于k和k’ozone获得了光催化臭氧联用系统降解H酸的Hatta值为0.13，小于临界值0.3，表明臭氧能够到达TiO2表面，实现光催化和臭氧化的协同作用。利用Cu离子对TiO2进行嫁接改性制备了可见光响应Cu（Ⅱ）-TiO2光催化剂。在乙二酸的降解实验中，臭氧化对乙二酸几乎没有降解效果；在可见光下Cu（Ⅱ）-TiO2能够缓慢降解乙二酸，反应3h后，乙二酸降解率为30%；在Cu（Ⅱ）-TiO2/O3/vis中，经过3h的反应，乙二酸被彻底降解，其降解效率明显高于其他反应系统。在碘离子存在的条件下，Cu（Ⅱ）-TiO2/vis对乙二酸的降解率大大降低，反应120min后乙二酸的降解率仅为14%，低于无碘离子条件下的30%；在叔丁醇存在的条件下，Cu（Ⅱ）-TiO2/O3/vis中乙二酸的降解率变化不大；可见，在Cu（Ⅱ）-TiO2/O3/vis反应中乙二酸主要被TiO2表面的空穴氧化，羟基自由基起次要作用。对联用系统中Cu（Ⅱ）-TiO2的稳定性进行了实验，发现经过三个反应循环后Cu（Ⅱ）-TiO2仍未发生失活。由此可知，该光催化-臭氧联用系统是一种高效、稳定的高级氧化技术。