1、針對酚類廢水普通情況下難以被降解，利用光催化氧化技術，選用光催化性能高的半導體光催化材料，對不同的酚類物質(zhì)進行光催化氧化，最終將其徹底分解成二氧化碳(CO2)和水(H2O)，是很有應用前景的一項技術。從半導體與有機污染物的能級匹配關系入手，研究不同能帶能級的半導體光催化劑對酚類物質(zhì)光催化氧化的性能，為光催化氧化酚類廢水的工業(yè)化應用奠定基礎。
　　本文的主要研究思路是采用量子化學計算，結合紫外可見漫反射、莫特-肖特基實驗以及循環(huán)伏安

2、等方法求得TiO2、WO3、V2O5和CdS的能帶能級，以及苯酚及其衍生物的分子軌道能級。在能級匹配機制下，探討了各半導體光催化劑對苯酚及其衍生物的光催化氧化性能的差異;探究了光生電荷、空穴和羥基自由基分別對半導體光催化氧化苯酚及其衍生物的性能的影響及其差異;初步提出并討論了苯酚及其衍生物的光催化氧化機理。研究結論如下:
　　1、采用加熱溶解、浸漬、沉淀、研磨、高溫煅燒等方法制備出了CdS、TiO2、WO3和V2O5光催化材料，并

3、制作了WO3-ITO、V2O5-ITO、CdS-ITO與TiO2-ITO導電玻璃薄膜，以及氧化石墨烯-單壁碳納米管/Nafion復合物修飾玻碳電極。
　　2、采用量化計算和相關公式推導，求得苯酚及其衍生物的HOMO和LUMO分子軌道能級的理論值，以及半導體光催化劑的價帶和導帶能級。采用循環(huán)伏安法測試得到苯酚及其衍生物的氧化還原電勢，并求出苯酚及其衍生物的HOMO和LUMO分子軌道能級的實際值。利用莫特-肖特基實驗測試和紫外可見漫反

4、射測試結果以及n型半導體能帶的能級關系圖，計算得出半導體光催化劑的價帶和導帶能級的實際值。
　　3、利用制備的光催化劑分別進行了光催化氧化苯酚及其衍生物的性能實驗:CdS、TiO2(P25)、WO3和V2O5光催化劑分別對苯酚進行光催化氧化實驗，二氧化鈦P25分別對對二苯酚、苯酚、對硝基苯酚和對氯苯酚進行光催化氧化實驗。結果表明:在同等條件下，光催化劑對苯酚的光催化氧化性能的高低次序依次為:TiO2(P25)＞W(wǎng)O3＞V2O5＞C

5、dS，二氧化鈦P25對苯酚及其衍生物的光催化氧化性能高低依次為:對二苯酚＞苯酚＞對硝基苯酚＞對氯苯酚。根據(jù)熱力學和電化學原理分析可知:半導體光催化材料的價帶能級電勢越低，其光催化性能越好。苯酚及其衍生物的HOMO分子軌道能級電勢越高，越容易被光催化氧化。
　　4、通過加入各種活性物質(zhì)犧牲劑，對實驗結果進行分析后發(fā)現(xiàn)三者對苯酚及其衍生物的光催化氧化所做的貢獻比大致為:空穴(h+)∶光生電子(e-)∶羥基自由基(HO·)=1∶4∶4。