VOCs（Volatile organic compounds）是光化学烟雾的前体物质,又是室内环境的主要污染物。苯、甲苯和二甲苯属于环境空气中浓度较高的VOCs,因此,苯、甲苯和二甲苯光降解及光催化降解的研究对大气污染防治具有十分重要的指导意义。本文以苯、甲苯和二甲苯作为研究对象,以锐钛矿型TiO₂为反应催化剂,研究了光氧化及光催化降解反应的动力学,以及臭氧、氧气、水蒸气及氮氧化物等对苯、甲苯和二甲苯光氧化及光催化降解的影响。用GC/MS定性分析苯、甲苯和二甲苯光氧化及光催化降解的中间产物,根据中间产物的种类推测了其光氧化及光催化降解的反应机理。本论文的主要研究结果如下:（1）在苯、甲苯、二甲苯光氧化或光催化降解时,由于光照可使反应器升温,而温度的变化又会影响反应物在反应器壁或催化剂表面的吸附平衡,故需控制反应器内温度。吸附平衡实验确定苯、甲苯、邻/间/对二甲苯达到吸附平衡的时间分别为30、30、40、40、40min。（2）苯、甲苯、二甲苯的光氧化降解符合一级反应动力学方程。其初始浓度越高,降解反应的一级反应动力学常数越小,光氧化降解的初始反应速率越大。这是因为苯、甲苯、二甲苯的初始浓度越高,降解过程中产生的中间产物越多,这些中间产物与初始反应物之间的氧化竞争越强,使一级反应动力学常数越小。（3）苯、甲苯、二甲苯的光催化降解均符合一级反应动力学方程,且初始浓度越高,光催化降解的一级反应动力学常数越小。这是因为苯、甲苯、二甲苯的初始浓度越高,降解过程中产生的中间产物越多,这些中间产物与初始反应物在催化剂表面的之间的氧化竞争越强,使一级反应动力学常数越小。此外,对于苯和二甲苯,其初始浓度越高,光催化降解反应的初始反应速率越大;对于甲苯,其初始浓度越高,光催化降解的初始反应速率越小。（4）反应器中臭氧、氧气、水蒸气、氮氧化物的含量以及催化剂TiO₂的参与均对气相苯、甲苯、二甲苯的光降解反应产生影响。结果表明臭氧的强氧化作用、TiO₂的催化作用、水蒸气及氮氧化物的参与均可不同程度地提高苯、甲苯、二甲苯光降解的效率。（5）用GC/MS分析苯、甲苯、邻/间/对二甲苯光氧化降解的中间产物。研究发现,苯光氧化降解的主要中间产物是丙烯醛和呋喃,甲苯光氧化降解的主要中间产物是1,3-戊二烯、1,4-戊二烯、苯和苯甲醛,邻二甲苯光氧化降解主要产物是丁二酮、乙酸、苯、甲苯和间二甲苯,间二甲苯光氧化降解主要产物是丙酮、苯、甲苯、3-甲基苯甲醛和邻二甲苯,对二甲苯光氧化降解主要产物是乙酸、苯、甲苯和邻二甲苯。（6）用GC/MS分析苯、甲苯、邻/间/对二甲苯光催化降解气相中产物以及吸附在催化剂表面的产物。研究发现,在苯光催化降解的气相产物中未发现有机产物,在催化剂表面的产物主要是甲基环己烷、对二甲苯和环己基酮;甲苯光催化降解的气相产物主要为己烷和苯,吸附在催化剂表面的产物主要是苯、庚烷、甲基环己烷、邻/间/对二甲苯;邻二甲苯光催化降解的气相中间产物主要是苯和甲苯,吸附在催化剂表面的产物主要是苯、甲苯、间二甲苯、和2-甲基苯甲醛;间二甲苯光催化降解的气相中间产物及吸附在催化剂表面的产物主要均为苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯;对二甲苯光催化降解的气相中间产物主要是乙酸、苯、甲苯和邻二甲苯,吸附在催化剂表面的产物主要是苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和4-甲基苯甲醛。（7）由苯、甲苯、邻/间/对二甲苯光氧化及光催化的降解中间产物可见,甲苯光降解的主要产物之一是苯,二甲苯光降解的主要产物包括苯和甲苯。这说明,脱甲基反应在整个光降解过程中起着重要作用。此外,从苯、甲苯、二甲苯光氧化及光催化的降解整个过程还可看出,羟基引入反应在其中起着关键性作用。（8）对于苯,在其光催化降解产物中发现了甲苯和对二甲苯;对于甲苯,则发现了对二甲苯,由此可见,在苯、甲苯的光催化降解过程中还存在着与甲基结合的反应。对于邻/间/对二甲苯,在其光氧化及光催化降解的主要产物中均发现了其各自的同分异构体,这表明异构化反应在二甲苯的降解过程中起着重要作用。