高浓度氨氮废水不但会危害环境,而且较难处理,如何更好地处理高浓度氨氮废水,一直是一个备受关注的问题。生物法是处理氨氮废水常用的方法,主要用于处理较低浓度的氨氮废水,因为当氨氮浓度较高时,废水的可生化性较差、碳氮值偏低,抑制硝化过程,需要外加碳源,处理效率低。将高浓度的氨氮废水进行初步处理,使氨氮浓度下降到微生物能够处理的范围,为后续的生物处理减轻负荷,提高生物处理的效率,这对于光催化处理高浓度氨氮废水的基础性工作具有重要意义。本文引入了金属铜和磷钨酸、硅钨酸两种多酸,采用溶胶-凝胶水热合成法制备了两种二氧化钛负载多金属氧酸盐的复合光催化剂(Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂、Cu-H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂),在紫外光照射下对高浓度氨氮废水进行光催化试验,探究不同影响因素对光催化效果的影响,优化反应条件。论文的主要研究结果如下:（1）对使用前后的催化剂进行了表征分析,如:紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、X射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪分析（EDS）等,评估催化剂的形貌、结构、晶粒大小、光学性能等特性。XRD和FT-IR表明复合催化剂既保持了TiO₂的锐钛矿结构,又保持了多金属氧酸盐的Keggin型结构,催化剂使用后结构不变;SEM和EDS表明磷钨酸、硅钨酸都负载在到了TiO₂上,并且各元素均匀地分布在复合催化剂中,催化剂使用后晶粒尺寸变大;UV-Vis DRS表明复合催化剂与TiO₂相比,紫外吸收光谱向长波方向移动,在近红外光波段有更强的吸收。（2）对氨氮溶液进行光催化处理,探究了不同影响因素（多金属氧酸盐负载量、氨氮溶液的初始pH、溶液中氨氮的初始浓度、催化剂的投加量、曝气量）对复合材料光催化氧化氨氮的影响。随着多金属氧酸盐负载量的增加,氨氮的去除率先增加后降低,当Cu-H₃PW₁₂O₄₀和Cu-H₄SiW₁₂O₄₀负载量分别为40%和30%时,氨氮的去除率最高;随着催化剂投加量的增加,氨氮的去除率先增加后降低,当Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂和Cu-H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂的投加量分别为1.5 g·L^-1和0.9 g·L^-1时,氨氮的去除率最高;溶液的pH对氨氮的光催化氧化有很大的影响,在7 h内,氨氮的去除率随着pH的升高先增加后降低,当溶液pH为11时,Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂对氨氮的去除效果最好,当溶液pH为12时,Cu-H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂对氨氮的去除效果最好;随着溶液中氨氮初始浓度的增加,氨氮的去除率先增加后降低,当氨氮初始浓度为300 mg·L^-1时,氨氮的去除率最高。适量的曝气可以增加氨氮去除率,曝气量过大会吹脱出溶液中的部分氨,使参与光催化反应的氨氮含量减少,实际光催化去除的部分反而降低了。（3）将催化剂回收,在最佳试验条件下进行4次试验,评估催化剂的稳定性。Cu-H₃PW₁₂O₄₀/TiO₂对氨氮的去除率从82%下降到69%,Cu-H₄SiW₁₂O₄₀/TiO₂对氨氮的去除率从68%下降到50%。催化剂使用后光催化性能降低,这是因为催化剂使用后带隙能增加,对紫外光的吸收减弱,光的利用率降低。（4）通过自由基抑制试验,探讨了复合材料光催化氧化氨氮的原理。在光催化氧化氨氮的过程中,羟基自由基（·OH）、超氧阴离子自由基（·O₂^-）和空穴（h⁺）都能起到氧化NH₄⁺/NH₃作用,但是·O₂^-和h⁺是主要的活性物质;NH₄⁺/NH₃能够被氧化成N₂、NO₂^-和NO₃^-,NO₂^-和NO₃^-的生成量很少,大部分产物为N₂。