纳米金属氧化物颗粒由于具有独特的光化学性质而成为新的催化剂,并被广泛应用到绿色能源、精细化工和环境治理等各个领域。活性物种是光催化降解过程中重要中间物质,也是评价纳米金属氧化物颗粒催化性能的重要指标。此外,活性物种所引起的氧化应激和氧化损伤是纳米金属氧化物颗粒的主要毒性来源。因此,研究纳米金属氧化物颗粒上的光生活性物种对于其催化机理的解释和安全评价有重要意义。然而这些活性物种的寿命十分短暂（微秒或纳秒级）,使他们的直接检测和定量非常困难。电子顺磁共振技术（EPR）可以定性和定量地检测物质原子或分子中所含的未配对电子,能够对活性氧物种量的变化进行有效表征,是目前反应机理探究的有效检测手段。在本研究中,通过EPR自旋捕捉和自旋标记技术,研究了五种金属氧化物以及三种自制纳米金属-硅复合物在光照条件下形成电子（e^-）,羟基自由基（·OH）,超氧阴离子(O₂^-·)和单线态氧（¹O₂）的能力,并选用双酚A（BPA）作为降解底物进一步考察了它们的光降解性能。具体研究结果如下:选择合适的EPR自旋捕捉剂和自旋标记物,建立了光照条件下纳米金属氧化物颗粒上的四种活性物种(e^-、·OH、¹O₂和O₂^-·)的表征方法。通过EPR自旋捕捉和自旋标记技术,研究了五种金属氧化物（nAl₂O₃,nCuO,nFe₂O₃,nTiO₂和nZnO）在光照条件下形成的活性物种的能力,结果表明:在光照过程中,nTiO₂,nCuO,nAl₂O₃和nZnO能够生成·OH和¹O₂,nFe₂O₃只生成了¹O₂。其中,·OH生成量最多的是nTiO₂,其次是nCuO。而nZnO和nAl₂O₃只能够生成很少量·OH。自制了三种纳米金属-硅复合物用以模拟进入环境中金属氧化物。通过EPR技术研究了其上光生载流子的稳定性,得到一个g因子为2.00070².00105的表面F中心信号,且存在寿命较长。通过EPR自旋捕捉和自旋标记技术考察了这三种纳米金属-硅复合物悬浮液体系产生活性物种的情况。发现在光照过程中,三种纳米金属-硅复合物都可以产生这三种活性物种（e^-、·OH和¹O₂）,而且不同的纳米金属-硅复合物产生活性物种的能力不同:CuO-SiO₂生成e-和·OH能力比Fe₂O₃-SiO₂和ZnO-SiO₂强,而ZnO-SiO₂生成¹O₂的能力强于CuO-SiO₂和Fe₂O₃-SiO₂。同时,还选用了BPA作为光降解底物考察CuO-SiO₂、Fe₂O₃-SiO₂和ZnO-SiO₂的光降解性能,发现CuO-SiO₂对BPA的降解表现出最高的光催化活性。