随着科技的进步和经济的飞速发展，人类各种活动所产生的污染物日益增多，其中一些有机污染物很难被微生物降解，会对环境造成巨大危害。为了解决此类难微生物降解的有机污染物所造成的环境污染问题，光催化氧化技术被广泛应用于处理大气及水体环境的污染物，效果显著。光催化材料具有广谱抗菌、除臭等特点，同时能够将空气及水中有机污染物分解为无害物质，在环境治理方面显示了广阔的应用前景。目前，对光催化材料的研究主要集中在纳米TiO₂、ZnO、CdS等材料上，但将这些光催化剂应用于实际生产中还存在一些问题，包括催化效率较低、对日光的利用率低等。本论文研究制备了纳米ZnO棒，并分别用CuSO4、葡萄糖等试剂对纳米ZnO进行改性，制备出沉积纳米Cu颗粒的纳米Cu/ZnO以及具有核壳结构的纳米ZnO@C；并将亚甲蓝溶液作为模拟污染物，研究纳米ZnO棒改性前后对亚甲蓝溶液的吸附性能、催化降解性能；比较模拟可见光和模拟日光两种光源下，光催化材料对亚甲蓝溶液催化降解性能的差异，为实际应用中选择适当的改性方法、制备更加高效的光催化剂提供理论上的依据。本文主要获得的研究成果如下：以乙酸锌（Zn（OAc）₂·2H₂O）、乙醇（CH3CH2OH）、氢氧化钠（NaOH）等为原料制备出的纳米ZnO棒，棒长约700⁸00nm，直径40⁵0nm，纳米ZnO棒之间分散较好，无团聚现象。以亚甲蓝溶液作为模拟污染物进行光催化降解实验，亚甲蓝溶液的起始质量浓度为10mg/L，投加的催化剂质量浓度为1g/L，进行吸附试验1h后亚甲蓝溶液浓度几乎不变，纳米ZnO棒得吸附性能较弱；在模拟日光和模拟可见光下光催化降解效果较好，在模拟日光下光照反应150min后，亚甲蓝溶液浓度为0.061mg/L，其降解率达到99.4%；在模拟可见光下进行光照反应180min后，亚甲蓝溶液浓度为2.189mg/L，其降解率也达到了78.1%。采用无水硫酸铜（CuSO4）试剂对制备的纳米ZnO棒进行改性，制备出Cu与ZnO质量比为1%、3%、5%、7%、10%的纳米Cu/ZnO。制备的纳米Cu/ZnO材料中，纳米ZnO棒长约700⁸00nm，直径40⁵0nm，沉积在纳米ZnO棒上的Cu颗粒粒径约为40⁶0nm。光催化降解实验采用亚甲蓝溶液作为模拟污染物，亚甲蓝溶液的起始浓度为10mg/L，投加的催化剂浓度为1g/L，进行吸附试验1h后亚甲蓝溶液浓度几乎不变，制备的此种结构的纳米Cu/ZnO吸附性较差；在模拟日光和模拟可见光下，制备的不同质量比的纳米Cu/ZnO对亚甲蓝溶液的催化降解效果相差不大，采用质量比10%的纳米Cu/ZnO作为催化剂，在模拟可见光下照射180min后，亚甲蓝溶液浓度为2.648mg/L；在模拟日光下光照反应120min后，亚甲蓝浓度降至0.145mg/L，150min后亚甲蓝浓度为0.019mg/L，几乎被完全降解。采用葡萄糖作为碳源对制备的纳米ZnO棒进行改性，当使用0.4g ZnO加入0.7g葡萄糖时，所制备具有核壳结构的纳米ZnO@C形貌较好且较均匀，包覆碳层厚度约为20³0nm。光催化降解实验采用亚甲蓝溶液作为模拟污染物，亚甲蓝溶液起始浓度30mg/L，投加的催化剂浓度1g/L。进行吸附试验1h后，亚甲蓝溶液浓度降至19.412mg/L，制备的此种具核壳结构的纳米ZnO@C吸附性较好；在模拟日光下，光照180min后亚甲蓝溶液浓度降至2.715mg/L，具有较好的光催化作用。总体来说，沉积质量比10%的纳米Cu/ZnO，其吸附性能与改性前的纳米ZnO棒相比并未得到改善，在模拟日光下光催化作用有小幅度提升。在纳米ZnO棒外包覆碳层得到的纳米ZnO@C材料与改性前相比，材料的吸附性能得到很大提升，光催化性能未得到提高。因此，要将纳米ZnO材料应用于实际还要进行深入研究，进一步对其改性，同时提高其吸附能力和光催化能力，使光催化剂所具备的性能更加全面。尽管将改性纳米ZnO材料应用于实际生产仍需做许多工作，但本论文研究为实际应用中选择合适的改性方法、制备更为高效的光催化剂提供了理论依据。