偶氮染料是染料行业中应用最广,危害最大且治理较难的一类染料。光降解方法虽高效,但投入成本相对较高,限制了其广泛应用。因此,寻求高效低廉的催化剂是目前光催化法实际应用于染料污染去除亟需突破的瓶颈问题。生物炭(Biochar,BC)具有较大的比表面积和丰富的孔隙结构且部分生物炭中存在溶解性生物炭(Dissolved Biochar,DBC)在紫外光照下产生活性氧化物,有利于染料的敏化降解。因此,发展具有光活性的生物炭成为经济高效的染料降解光活性材料极具研究价值,然而怎样选择合适的光活性生物炭原材料以及实现其对染料降解的性能优化和机理解析是目前该领域面临的重要科学问题。因此,本文针对上述问题选择了动物源生物炭原材料蚓粪(Vermicompost,VC)和植物源生物炭原材料秸秆(Maize Straw,MS)作为供试原材料,500℃制备生物炭蚓粪生物炭(Vermicompost Biochar,VCBC)和秸秆生物炭(Maize Straw Biochar,MSBC)。选取偶氮类染料中阴离子染料刚果红(Congo Red,CR)和阳离子染料亚甲基蓝(Methylene Blue,MB)为目标污染物,初步探讨两种生物炭协同UV对两种染料的降解效果,阐明两种生物炭对于染料降解的构效关系,并深入探索了其中光活性较好的MSBC对于染料降解的影响因素,同时借助于三维荧光、红外光谱以及元素分析等实验方法详细分析了其中光活性生物炭主要活性成分DBC进行染料光降解的潜在机理。最终提出了廉价高效去除偶氮染料的紫外光响应新材料,为光化学技术走向实际应用提供了理论指导和技术支撑,也开辟了生物炭应用新方向。本实验研究结果如下:(1)对比VCBC和MSBC协同UV对染料降解影响。生物炭具有较大比表面积、丰富的官能团等特征,在环境和农业中有极大的应用潜力,但是运用不同的生物质来源制备的生物炭,理化性质不同,因此影响其去除效果。将VCBC和MSBC协同UV对染料降解,并且对比了两种生物炭的产率、灰分、pH、CEC、元素、比表面面积以及红外光谱。结果表明,VCBC的产率、灰分、CEC以及比表面积高于MSBC;但MSBC的H/C、(O+N)/C和O/C更低,碳化程度更高,芳香性更强,且具有更多的C=O和芳环,促进与染料π-π键作用以及共用电子对作用,更有于利用染料降解。该实验结果对解释不同原料的生物炭光降解染料的影响具有重要意义,为制备光活性生物炭原材料的选择提供了理论指导和技术支撑。(2)光活性MSBC协同UV对染料降解影响因素及机理。光活性生物炭协同UV对染料降解虽然有较好的降解效果,但是降解过程受到多种实验条件的影响并且潜在的降解机理复杂。以MSBC为实验材料协同UV,结合不同pH、MSBC投加量和染料浓度条件研究对两种染料的光降解影响,并应用X衍射图谱、红外光谱以及元素分析等实验方法探究潜在机理。结果表明,pH分别为11和7时,刚果红去除率和亚甲基蓝的去除率最高;MSBC的量增加,有效提高两种染料的降解率;随着染料浓度的增加,去除率降低。刚果红主要是通过光敏化作用降解,e~-和·OH均为降解亚甲基蓝的活性自由基,并且e~-的活性大于·OH。亚甲基蓝与生物炭发生了阳离子交换作用,MSBC与两种染料发生了共用电子对和氢键作用。该结果探讨了光活性MSBC协同UV对染料降解的影响因素和潜在机理,指明光活性生物炭进行染料降解的优化方向,为光活性生物炭走向实际应用奠定了基础。(3)DBC协同UV对染料降解影响因素及机理。光活性生物炭中存在的DBC在紫外条件下,因反应条件不同,极大的影响染料的去除效果。研究在紫外光照射下,不同的pH、DBC浓度和染料浓度对于DBC降解对两种染料的去除效果,并应用三维荧光、红外光谱以及元素分析等分析方法深入探讨反应机理。结果表明,DBC浓度增加,刚果红降解率下降,亚甲基蓝降解率先升高后下降;染料的的浓度增大,刚果红和亚甲基蓝的降解率均下降;pH为11时,刚果红去除率和亚甲基蓝的去除率最高;刚果红的降解主要是直接降解,·OH氧化在亚甲基蓝降解中起主要作用;刚果红参与的反应体系中,产物中有醇类结构;DBC/UV/CR体,DBC引入可见光类富里酸和腐殖酸类物质,潜在的去除吸附机理是π-π共轭作用和氢键作用;亚甲基蓝潜在去除吸附机理主要是π-π键和共用电子对作用;DBC引入可见区类富里酸和腐殖酸类物质。该结果通过对溶解性生物炭降解性能的研究深入解释了光活性生物炭协同UV降解染料的内在机理,进一步增强了对光活性生物炭构效关系的理解,也为其他类似的研究工作提供了理论依据。