半导体光催化技术是一种绿色、经济的降解水体污染物技术,主要是利用半导体催化剂将太阳能转化为化学能,进而有效降解水体中的污染物。在众多的半导体催化剂中,锰锌铁氧体（MZFO）因具有较窄带隙、稳定结构、独特的磁性、生物相容性的特点受到研究者的关注。然而,单相的MZFO在光催化降解污染物的过程中易发生光生电子、空穴的快速复合,限制了其应用,而构建MZFO基异质结是解决上述问题的有效途径。本文以废旧锌锰电池（WMZBs）为原料,采用生物浸提+水热-沉淀-煅烧法等方法制备出MZFO基ZnO、ZnS异质结催化剂,探究了不同锰元素含量对于异质结物相结构、形貌、光学性质和光催化性能的影响,揭示了异质结协同效应对于光催化降解模型污染物的机理。研究内容包括:1、利用生物浸提废旧锌锰电池（WMZBs）正、负极材料,分别得到含有Mn2++Zn2++Fe3+和Zn2+前驱体溶液。对正极材料前驱体溶液采用水热法制备Mn0.6Zn0.4Fe2O4（MZFO）;负极材料前驱体溶液通过共沉淀-煅烧、水热制备ZnO、ZnS,并采用化学试剂制备上述材料。经扫描电镜、X射线衍射、紫外漫反射（SEM、XRD、UV-vis）测试对比研究发现,前驱体溶液与化学试剂所制备的材料在物相结构、微观形貌、光学性质上基本一致,可用于后续研究。2、通过引入Mn2+制备出系列Zn1-xMnxO（x=0.02～0.14）,以亚甲基蓝（MB）作为光降解模型污染物,确定了最佳掺Mn2+比例Zn0.90Mn0.10O（x=0.10）。通过共沉淀-煅烧制备出[email protected]（MZFO@ZMO）,系统研究了异质结材料（MZFO:ZMO=25%、50%、75%）的结构、光学、光电化学和光催化活性的影响。结果表明,MZFO@ZMO在可见光区域表现出良好的吸收特性,优于单相MZFO、ZMO。异质结带隙的交错构建极大提升了材料的光生电子转移和电荷分离,其中MZFO@50%-ZMO在可见光照射下对MB表现出最优的光降解性能,90min内对MB(20mg L-1)降解效率高达99.7%,其反应动力学常数分别是ZMO、商业P25TiO2、MZFO的7.2、10.8和21.7倍。利用活性物质捕捉实验和电子自旋共振（ESR）实验研究了MB的光催化机理,确定h+和·O2-是MB降解过程中的主要活性物质。此外,MZFO@50%-ZMO异质结材料在连续6次循环使用后表现出良好的光催化效率、稳定性和磁性分离特性。3、通过蛋清辅助水热法合成了MZFO@Zn1-xMnxS（x=0.01～0.07）异质结催化剂。ZnS晶格中掺杂Mn2+以及MZFO与Zn1-xMnxS的带隙交错排列极大地增强材料的电子转移和电荷分离。优化后的核壳结构[email protected]在可见光照射下对模型污染物苯酚的光降解性能最高,120min内对25mg L-1的苯酚溶液的降解效率为100%,其反应动力学常数分别是商业P25TiO2、Zn0.95Mn0.05S和MZFO的4.8、5.2和13.3倍。光生空穴（h+）、激发电子（e-）、超氧自由基（·O2-）和羟基自由基（·OH）都参与了光催化降解苯酚的过程,而h+和·O2-是该体系中主要的活性物种;通过液相色谱-质谱联用（LC-MS）分析降解中间产物,确定了苯酚的降解路径。此外,[email protected]在连续5次循环使用后,保持了较高的稳定性和磁性分离性能。