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本文采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛,在不同烧结温度下烧制成不同晶型的纳米二氧化钛,利用XRD、Raman光谱、TG-DSC、FTIR、TEM、Zeta电位、XPS多种表征手段对纳米二氧化钛进行表征,评价纳米二氧化钛的催化活性,为实验提供有效的理论依据。利用电子顺磁共振技术及荧光光度法对单独臭氧化及其催化臭氧化体系中产生的羟基自由基(·OH)进行检测,结果表明,催化臭氧化体系比单独臭氧化体系存在更多的·OH。在不同测定条件下,荧光光度法测试结果显示,700℃催化剂的催化臭氧化体系中含有更多的·OH；随着催化剂投量及液相臭氧浓度增加,催化臭氧化体系中·OH的含量增加；溶液pH越高,催化臭氧化体系中·OH量越大。对纳米二氧化钛催化臭氧化降解莠去津模拟废水的体系进行实验研究,探讨了催化剂晶型、溶液pH、臭氧投量、催化剂投量及莠去津初始浓度对莠去津降解效果的影响。结果表明,在催化臭氧化体系中,金红石型二氧化钛比锐钛矿相二氧化钛表现出更好的活性,相同条件下,700℃烧结的纳米二氧化钛对莠去津的降解率达到100%；莠去津降解率随溶液pH、臭氧投量、催化剂投量的增加而增加,莠去津的初始浓度对莠去津的降解率影响不大。单独臭氧化与催化臭氧化降解莠去津的体系中均存在莠去津脱烷基过程,催化臭氧化相比单独臭氧化体系对莠去津的降解更彻底,产物种类更多,包括脱烷基、脱氯及脱氨基过程。在发光细菌的抑制实验中,催化臭氧化降解产物相比于单独臭氧化具有更低的毒性。