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水中微量有机物的处理是水处理中的一个重要研究方向，光催化技术在去除各类环境介质中微量污染物方面具有很大的应用潜力，但制约光催化技术实用化的关键，在于其降解速率太低。本论文围绕提高光催化降解速率这一目标：1)考察了水中微量有机物的光催化降解特性；2)对UV光催化反应体系的结构进行了研究，开发出了一种高效的光催化反应工艺；3)建立了光催化反应器的数值模拟模型；4)建立有机物分子结构与光催化降解速率的定量关系模型(QSPR)。
以对氯苯甲酸、对氯酚、对苯二酚以及对硝基酚为模型化合物，研究了它们的光催化降解特性，结果表明：在UV光源辐射下，光催化降解效果的主要因素是溶解氧、溶液的流态以及光源的辐射强度；光降解和光催化降解过程对有机物降解的选择性较大。在VUV光源辐射下，四种有机物的光催化降解去除率分别是UV光源辐射下的3.0，1.1，3.6和16.9倍，VUV光降解的TOC去除率在VUV光催化降解过程中占90％以上，且VUV光催化降解过程对有机物降解的选择性小，是一种高效的处理工艺。
对反应器的结构研究表明：反应器液层厚度越大，光降解在光催化降解过程中所占的比例越高；液层厚度最小的反应器中有机物单独光催化降解的作用最高。向反应体系中加入网状催化剂可以使苯甲酰胺的光催化降解去除率提高一倍。
通过分析反应器中溶液的传质能力以及光源在反应器中的光辐射分布，建立了光催化降解的数值模拟模型。利用该模型可以计算气液两相流体系中，催化剂表面的羟基自由基浓度，以及溶液体相中的羟基自由基浓度。模型可以用于预测不同反应器结构参数条件下，有机物的光催化降解效果。
采用GA-PLS和GA-ANN两种分析方法，建立了水中微量有机物VUV光催化降解工艺中三个相对独立过程的QSPR模型，可以较好地预测水中微量有机物的光催化降解速率。