近年来,过渡金属氧化物因其化学性质稳定、来源广泛、成本低廉、环境友好等特质,在处理印染废水方面显现出尤为重要的应用前景。但由于材料在制备时不易形成稳定的结构,一般粒径较大,产物可利用的比表面小,且光生电子与空穴的重组率较高,这极大的限制了实际应用。本文的目的是设计具有不同形貌和结构的过渡金属氧化物,并通过构建一些独特的结构来提高对有机染料的吸附能力和光催化降解效率。系统研究了制备材料的结构,形貌,生长机理和性能。主要研究工作如下:1、纳米ZrO2的水热合成及吸附性质研究(1)利用ZrOCl2·8H2O和CH3COONa·3H20作为反应原料,在180℃下直接进行水热反应,合成了一系列具有特殊形貌的纳米ZrO2。分析了CH3COO-对Zr02形貌调控的影响,并进一步研究了不同形貌纳米Zr02的光催化降解亚甲基蓝和抑菌性能。(2)采用低温水热法合成了具有不同晶相的纳米结构氧化锆(ZrO2)。进一步分析了纳米四方相ZrO2(t-ZrO2)的可能形成机制。研究发现:温度与pH不是促使t-ZrO2形成的因素,而CH2(NH2)COOH/KCl(甘氨酸/氯化钾)的适当加入可以改变纳米ZrO2的物相,当其比值为1/2时,可实现从单斜相ZrO2(m-ZrO2)到t-ZrO2的转变。由此可知,CH2(NH2)COOH/KCl对t-ZrO2的形成产生了很大影响。进一步的机理研究发现:分子络合与气体的动力学扰动是改变其物相的主要因素。利用甲基橙吸附实验进一步检测m-Zr02、t-Zr02及混合相态的吸附性能,结果显示:m-ZrO2具有较高的吸附性能,混合相态的ZrO2次之,t-ZrO2的吸附效果最差。可见,纳米Zr02的物相对其吸附性能有一定的影响。2、纳米Ag2O及其改性材料(Ag/Ag20)的制备在避光的室温条件下,将AgNO3与NaOH直接混合制备了纯纳米Ag2O,利用甲基橙模拟印染废水检测其催化性能,发现甲基橙的降解率在50min内仅为42%。为了改善其光催化性能,在室温条件下,通过简单的化学沉淀法进一步合成了一系列具有不同形态的Ag/Ag2O复合光催化剂。基于实验结果,发现NaOH的浓度在不同形貌Ag/Ag2O复合材料形成的过程中起到了关键作用,并据此提出了可能的晶体生长机制。随后,在光照下,将所得产物用于甲基橙降解实验,研究发现,相对于纯Ag2O而言,复合物Ag/Ag2O的光催化性能大大提高,其中,立方块的Ag/Ag2O具有最高的光催化降解性能。这可能是由于在光照下,立方形态的Ag/Ag2O样品具有较强的光吸收性能、较高的电子空穴分离率且产生的自由基含量多而导致的。此外,我们通过EPR(电子顺旋共振)检测出了主要活性物种·O2-和·OH,可能的光催化降解机理在文中也被进一步深入讨论。3、纳米Cu2O及ZrO2Cu2O的制备与光催化、抑菌性质采用简单的液相还原法制备了一系列不同形貌的纳米氧化亚铜。随后,利用所合成的目标产物作为光催化剂,进行亚甲基蓝降解实验。实验表明,55℃下反应时间7.5h制备的氧化亚铜(类球花簇状)具有最高的光催化降解效率。除此之外,还进一步研究了相关抑菌性能,结果显示,类球花簇状的Cu2O仍具有最好的性能。为了拓展纳米Cu2O的应用,选择光催化和抑菌性能均较好的类球花簇状的Cu2O与ZrO2复合制备了负载比分别为1/1和1/3的ZrO2/Cu2O复合物。研究发现:相对于纯四角星状的纳米ZrO2,复合物的光催化、抑菌性能均得到了提高。由此说明纳米Cu2O可以用来改善其它物质的相关性能。