随着经济发展和工业、农业、医学领域的不断进步,环境中逐渐产生了一系列难降解、危害大的污染物。偶氮染料刚果红(CR)、农药阿特拉津(ATZ)、抗生素氯霉素(CAP)分别是工业、农业、医疗领域较具代表性的污染物。这三种污染物存在范围广泛,化学结构稳定,对环境危害大,严重威胁着生态平衡和人类的生存发展健康。近年来,使用强化零价金属还原技术和光催化技术去除水中污染物一直是研究领域的前沿热点课题,受到了广泛的关注。本文从寻找适宜方法降解三种污染物的角度出发,选择使用纳米硅胶强化零价锌的方法降解偶氮染料刚果红,选择氧化锌作为光催化剂在模拟日光下降解阿特拉津和氯霉素。对三种污染物降解过程中各影响因素进行了分析,并推测了可能的反应机理。本论文主要分为三部分:第一部分:从寻找合适材料强化零价锌还原偶氮染料的角度出发,将不同粒径的硅胶应用于零价锌对刚果红的还原脱色反应中,对比研究了零价锌(Zn0)体系、柱层析硅胶(SG)/零价锌、纳米硅胶(nSG)/零价锌复合体系降解偶氮染料刚果红(CR)的效果。在不同反应条件下进行了批次实验,研究了零价锌和硅胶用量、体系初始pH值、刚果红初始浓度等因素对刚果红降解的影响。结果表明,纳米硅胶可以更好地负载和分散Zn0,对刚果红的脱色起到了显著的促进作用,同时纳米硅胶作为一种缓冲性能较强的弱酸可以释放H+防止零价锌表面钝化。在T=25℃,pH=6,纳米硅胶用量2 g/L,Zn0用量0.5 g/L的条件下,刚果红在1小时内去除率达到95%以上。当溶液pH>6时,纳米硅胶对刚果红的吸附只有3%,可以忽略不计;当溶液pH<6时,刚果红在纳米硅胶/零价锌体系中被去除得更为迅速和彻底。通过实验验证了纳米硅胶在酸性条件下对刚果红有吸附作用。此外随着Zn0用量,温度和反应时间的增加,pH值的降低,刚果红的去除率均有所提高。借助全波长扫描仪和原子吸收光谱仪等分析手段,对刚果红的降解途径和降解过程进行了推断。此外,对反应动力学进行了拟合,纳米硅胶/零价锌体系对刚果红的还原脱色反应遵循准一级反应动力学规律。第二部分:以氧化锌作为光催化剂,在500 W氙灯模拟日光照射下,通过比较共沉淀法合成的氧化锌、购置的分析纯氧化锌、纳米氧化锌以及纯度99.7%的工业级氧化锌四种氧化锌对阿特拉津的模拟日光催化降解和单独光照降解及暗反应几种反应体系,确定了最佳的降解体系。同时探究了温度、pH、阿特拉津初始浓度、氧化锌用量等对反应的影响。研究结果发现,在T=25℃,pH=6,分析纯氧化锌投加量为0.5 g/L;500 W氙灯光照条件下,体系中初始浓度为10 mg/L阿特拉津在1小时内去除率为98.4%,且反应符合准一级动力学规律。同时对氧化锌/模拟日光体系对阿特拉津降解的中间产物进行高效液相色谱-质谱联用分析确定了阿特拉津光降解的中间产物。最后,使用了电子顺磁共振技术(electron paramagnetic resonance,EPR)确定了反应过程中产生的自由基,推测了氧化锌/模拟日光体系降解阿特拉津的作用机理以及可能的降解路径。此外,实验采用了实际太阳光催化氧化锌降解阿特拉津并获得了比氙灯模拟日光更好的效果,这充分说明氧化锌/日光体系有较好的应用前景。第三部分:以分析纯氧化锌作为光催化剂,500 W氙灯模拟日光为光源,在T=25℃,pH=6,氧化锌用量为0.5 g/L的条件下降解新兴污染物抗生素氯霉素,实验同样取得了很好的效果,浓度为10 mg/L的氯霉素溶液在90分钟反应后降解率为96%。通过拟合反应动力学,确定该反应符合准一级动力学模型,通过总有机碳(total organic carbon,TOC)反应仪测定,反应90分钟后的氯霉素总有机碳去除率可达32%,高于氧化锌/日光体系对阿特拉津的矿化效果,而且继续延长光照时间到210分钟时总有机碳去除率达到了 50%以上。