光催化氧化技术作为一种极具应用前景的水处理方法,是近几十年来的研究热点。而光催化剂失活是其在实际应用过程中普遍存在的现象,并且是迫切需要解决的重要问题。TiO₂和ZnO是目前研究和应用较多的光催化剂,但主要研究的是如何提高它们的光催化活性,而对这些光催化剂失活因素及其机理的研究却很少。事实上,研究光催化剂的失活机理,对光催化技术的实际应用与发展都非常重要。锰是地壳中的常量元素,常以溶解态、氧化物/羟基氧化物颗粒形式广泛存在于各种废水和天然水体中。研究发现,氧化锰颗粒物的存在能导致TiO₂光催化剂失活,而对ZnO光催化剂的影响却非常小。本论文主要工作及其结果如下:（1）参照文献方法制备了环境中常见的四种不同晶型的氧化锰（δ-MnO₂、α-MnO₂、β-MnO₂和γ-MnOOH）,用XRD表征参数验证其晶相结构,并通过SEM表征得到其形貌特征。（2）在初始pH6.0条件下,考察了不同晶型氧化锰颗粒物对TiO₂和ZnO光催化降解甲基橙活性的影响。结果表明,不同晶型氧化锰对TiO₂光催化活性均表现出明显的抑制作用,甚至使TiO₂彻底失去活性,尤其是δ-MnO₂对TiO₂光催化剂的致毒效应最为明显。初始pH6.0时,不同晶型氧化锰的致毒效应顺序为:δ-MnO₂ >α-MnO₂ >γ-MnOOH >β-MnO₂。但是,相同实验条件下,不同晶型氧化锰对ZnO光催化剂的影响却非常小。（3）研究了初始pH分别为4.0、6.0和8.0时,不同晶型氧化锰颗粒物的存在对TiO₂和ZnO光催化降解甲基橙活性的影响。结果显示,α-MnO₂、γ-MnOOH和β-MnO₂对TiO₂光催化剂致毒效应的顺序均为:pH8.0 >pH4.0 >pH6.0,而δ-MnO₂对TiO₂光催化剂致毒效应的顺序为:pH4.0 >pH6.0≈pH8.0。这说明氧化锰在TiO₂光催化反应体系中共存时,不能简单的通过调节pH来避免氧化锰的致毒效应。然而,在不同初始pH条件下,氧化锰对ZnO的光催化活性均未产生明显影响。（4）在初始pH6.0条件下,考察了不同浓度氧化锰对TiO₂和ZnO光催化降解甲基橙活性的影响。结果表明,四种晶型氧化锰对TiO₂的致毒效应均随氧化锰浓度的增大而明显增强。但在相同实验条件下,随氧化锰浓度的增大,ZnO光催化活性却没有发生明显变化。（5）在初始pH6.0条件下,研究了不同晶型氧化锰颗粒物对TiO₂和ZnO光催化降解苯酚活性的影响。研究表明,四种晶型氧化锰对TiO₂光催化降解苯酚活性也有明显的抑制作用,不同晶型的氧化锰致毒效应顺序为:δ-MnO₂>α-MnO₂>γ-MnOOH>β-MnO₂,与相同实验条件下TiO₂的光催化降解甲基橙的结果一致。在相同条件下,氧化锰对ZnO光催化降解苯酚的活性仅产生了很小的影响,与氧化锰存在条件下ZnO光催化降解甲基橙的现象相似。（6）利用DRS、SPS、PL和XPS等技术对催化剂进行表征,分析氧化锰对TiO₂和ZnO的作用机理及其区别。表征结果表明:在悬浮状态下氧化锰与TiO₂形成核-壳型小团聚体,在小团聚体内接触界面上构成“异质结”。氧化锰使TiO₂晶相中Ti4+和O₂-的化学状态发生了一定程度的变化,使TiO₂带隙能增大,紫外光吸收性能减弱。氧化锰作为深能级杂质,可促进光生电子-空穴对的复合。这些因素应该是氧化锰对TiO₂产生强致毒效应的重要原因。然而,氧化锰对ZnO的带隙能未产生影响,仅使ZnO紫外吸收性能略有降低;另一方面氧化锰减少了ZnO的表面态,却提高了ZnO光生电子-空穴对的分离效率。在几种因素共同作用下,氧化锰对ZnO的光催化活性没有产生明显的抑制作用。这说明TiO₂光催化剂容易受氧化锰颗粒物的作用影响而中毒,但ZnO光催化剂却具有较强的抗锰中毒能力。