合成染料作为近现代工业中常用的组成部分,结构复杂、体量较大,难以处理的同时其本身还对水生环境具有色度和毒性的双重危害,对人类健康产生致癌、致畸的威胁。目前对于合成染料的处理,主流的方式仍然以低成本、易操作的生物法处理为主。与此同时,随着光催化领域的发展,以光能作为清洁能源用以处理染料也是广受关注的方法。因此,对于两种方法的结合是一个值得探究的方向,本文即主要对光催化协同生物法促进染料降解进行深入的研究及机理分析。已有研究表明苝酰亚胺类光敏半导体材料（PDI）可在可见光下对微量污染物进行高效降解,这主要是由于产生的自由基可对污染物进行有效氧化。本文制备了一种n型有机光敏半导体材料PDI,将其与微生物联合使用,研究二者联合促进偶氮染料生物降解的效率与机理,并对染料分子进行密度泛函数理论（DFT）计算。实验结果表明,在可见光光照条件下PDI有效加速了甲基橙（MO）染料的生物脱色及其中间产物的部分矿化,脱色效率提升至原来的1.35倍;MO的脱色中间产物对氨基苯磺酸（4-ABA）被光生自由基的矿化率为22±0.84%。电子顺磁共振ESR和自由基猝灭实验结果表明,PDI生成的自由基h+、·OH是促进MO脱色和矿化的主要活性物质。最后通过DFT计算预测了MO和4-ABA分子的可能被攻击位点,提出了微生物联合光催化对MO的协同作用机理。选择厌氧活性污泥为实验对象,研究PDI协同混合微生物对MO的脱色降解,以及PDI对微生物的毒性影响。通过构建小型An SBR体系,对反应前后微生物进行高通量测序分析。实验结果表明,PDI有效提升了污泥脱色MO的速率（1.73倍）,同时实验样品的COD也有了一定的下降趋势。通过微生物群落分析和电镜分析,得出PDI对于混合微生物的群落结构与分布并没有明显影响,对于细胞代谢也没有明显抑制作用。根据上述实验结果,考虑到单独PDI在可见光下无法脱色MO的情况,因此对PDI对染料的光化学降解情况展开进一步研究。选择常见的三苯甲烷类染料孔雀石绿（MG）和结晶紫（CV）作为实验对象,实验初始浓度为0.01 m M。在光照条件下PDI可以有效脱色MG和CV,基本在2-4h内即可将MG与CV脱色完全,最佳投加量分别在0.2 g L-1和0.5 g L-1。利用自由基捕获实验分析光生自由基的种类与贡献率,对反应后样品进行紫外-可见光光谱扫描,并进行DFT计算预测可能的攻击位点。分析结果发现,自由基优先攻击中心C原子及N原子,通过破坏染料共轭发色结构以达到脱色目的;同时从光谱中发现,苯环特征峰的降低说明自由基可能进一步导致了开环反应,产生一定的矿化效果。综上所述,半导体光催化材料与生物法联合在水处理领域具有巨大的应用潜力,同时本文实验结论可以为后续学者的深入研究提供参考。