随着我国经济的快速发展,环境问题,如工业废水污染,因为它直接关系到人们的身体健康,而受到人们的瞩目。印染废水属于非常难治理的工业废水。印染工业产生的大量未经处理而直接排放的废水也给环境和人类带来了巨大的挑战。TiO₂、ZnO等半导体材料因其制备简单,价格低廉、催化活性高等优点,广泛应用于印染废水处理过程。但是TiO₂和ZnO光催化剂的电子-空穴对容易发生复合及对太阳光的利用率低,影响了其在实际生产中的应用。本文通过对TiO₂及ZnO进行改性处理,研究改善半导体光催化性能的方法和途径。1.本文采用水热合成法合成锐钛矿型TiO₂的纳米粒子,利用硝酸盐（硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶）对TiO₂进行改性处理。以亚甲基蓝和甲基紫为目标污染物,研究了改性催化剂的光催化降解性能。当Mg（NO₃）₂与TiO₂的摩尔比为0.75%,催化剂用量为0.05 g时,对亚甲基蓝溶液和甲基紫溶液的降解率达到最大,分别为88%和86%,跟纯TiO₂相比,降解率提高了35%和39%。此外,还研究了亚甲基蓝和甲基紫的初始浓度对降解率的影响。结果表明,Mg（NO₃）₂改性TiO₂催化剂对初始浓度为5-20 mg/L的亚甲基蓝和甲基紫都有很好的降解效果。ln（A_t/A₀）与反应时间t呈线性关系,相关系数R²大于0.98。Ca（NO3）2和Sr（NO3）2改性的TiO2催化剂与Mg（NO3）2改性的TiO2催化剂对亚甲基蓝溶液和甲基紫的降解结果类似。在最佳摩尔比的条件下,硝酸盐改性TiO2光催化降解亚甲基蓝和甲基紫的活性顺序为TiO2（Mg-0.75%）>TiO2（Ca-0.75%）>TiO2（Sr-0.75%）。2.以氯铂酸为铂源,在不改变锐钛矿型TiO₂结构的基础上,通过热处理得到Pt修饰的TiO₂,以亚甲基蓝和甲基紫为目标降解物,研究了Pt修饰的TiO₂催化剂的光催化活性。结果表明,Pt含量为1.52%的TiO₂（Pt-4）,催化剂用量为0.05 g时,对亚甲基蓝溶液和甲基紫溶液的降解率达到最大,分别为86%和87%,跟纯TiO₂相比,降解率分别提高了32%和24%。TiO₂（Pt-4）催化剂对初始浓度为5-15 mg/L的亚甲基蓝和甲基紫溶液均有很好的降解效果。3.采用贵金属Pt和硝酸镁共同改性TiO₂,研究了其对亚甲基蓝和甲基紫的光催化降解性能。结果表明贵金属Pt和硝酸镁共同修饰TiO₂,可以有效减少电荷的复合,双金属修饰TiO₂后的催化性能比任何一种单金属修饰TiO₂的催化性能都要好,大大提高了TiO₂的光催化活性。Pt含量为0.76%和摩尔比为0.75%的硝酸镁共同改性的光催化剂TiO₂（Pt-2）/Mg（NO₃）₂的活性最高,催化剂用量为0.05 g时,对亚甲基蓝溶液和甲基紫溶液的降解率达到最大,分别为94%和95%,跟纯TiO₂相比,降解率分别提高了45%和53%。催化剂对初始浓度为5-20 mg/L的亚甲基蓝和甲基紫溶液均有很好的降解效果。4.采用硝酸盐（硝酸镁、硝酸钙、硝酸锶）改性ZnO,研究其对其亚甲基蓝的光催化性能。结果表明,经过改性后的ZnO光催化剂对亚甲基蓝的降解效果有明显的提高,其中,当Mg（NO₃）₂与ZnO的摩尔比为1%（ZnO（Mg-1%））,催化剂用量为0.05 g时,对亚甲基蓝溶液的降解率达到最大,为78%。ZnO（Mg-1%）催化剂对浓度为5-10 mg/L的亚甲基蓝有很好的降解效果。ln（A_t/A₀）与反应时间t呈线性关系,相关系数R²大于0.98。Ca（NO₃）₂和Sr（NO₃）₂改性的ZnO催化剂与Mg（NO₃）₂改性的ZnO催化剂对亚甲基蓝溶液的降解结果类似。在最佳摩尔比的条件下,催化剂的降解活性顺序为ZnO（Mg-1%）>ZnO（Ca-1%）>ZnO（Sr-1%）。