摩擦催化反应是一种可将自然界广泛存在的机械能通过摩擦过程转化为化学能（活性自由基）,对水中污染物进行降解的新型高级氧化技术,其降解过程绿色且安全。但是摩擦催化反应效率较低,影响因素和反应机理不明,制约了其在水中污染物控制领域的应用。本论文从ZnO基摩擦催化材料的构筑入手,构建ZnO能带结构与催化反应性能关系,分析摩擦催化反应影响因素,深入研究界面微观活性位点,揭示自由基产生机理;在此基础上,分别研究了不同ZnO摩擦催化体系对罗丹明B（Rhodamine,Rh B）和生物膜基质的主要成分紧密结合态胞外聚合物（Tight bound extracellular polymeric substances,T-EPS）的催化氧化作用特性,对材料的摩擦催化反应性能进行评价的同时,又深入研究了生物大分子的转化规律,以实现对水体染料及生物膜污染的控制。本论文的主要研究内容如下:（1）通过干法球磨技术得到了棒状的Fe改性ZnO（Fe-ZnO）。Fe改性在ZnO内部产生杂质能级,对ZnO能带结构和电子分布进行优化,从而降低ZnO功函数,提高其给电子能力。以球磨方式进行的摩擦催化反应性能测试显示,在12 min的反应时间内,Fe改性使ZnO对Rh B的降解率从53.4%提高至91.6%。ESR和自由基猝灭实验发现反应过程中的主要活性物种为·OH,通过高分辨扫描探针显微镜和衰减全反射红外光谱对Fe-ZnO固液界面的表面羟基活性位点研究,证明了端位羟基（Terminated hydroxyl,OHt）为自由基形成的活性位点,并且摩擦过程实现了桥位羟基(Bridge hydroxyl,OHbr)向OHt的转化,而Fe-ZnO表面的水化层结构也为·OH的产生提供了环境,以此得到了Fe-ZnO球磨体系的·OH产生机理。（2）以Zn源与生物质原料球磨后共热解的方式,合成了不同结构的生物质炭（Biochar,BC）复合ZnO（BC-ZnO）摩擦催化剂,通过调控热解温度对BC形貌与结构进行优化,结合N2吸脱附测试、热重和拉曼光谱等测试结果,证明600℃热解得到的片层BC不仅可以提高ZnO的吸附性,还具有最高的电子迁移效率,在此温度下合成的复合催化剂可在温和的磁力搅拌作用下对Rh B进行降解,75 min的降解率达到90.0%,而ZnO的降解率为37.7%。对反应机理进行深入研究后发现,通过催化剂的吸附性调控,可以实现空穴的直接氧化反应,使得BC-ZnO体系中空穴的作用得到了提升。（3）基于超声辅助的溶胶凝胶法制备的ZnO和CeO2复合材料,实现了摩擦催化驱动的类芬顿反应（摩擦/芬顿反应）。光谱分析结果显示CeO2的加入可以优化ZnO能带结构,降低其功函数,尤其是通过乙二醇改性提高Ce3+含量后,摩擦催化及协同反应性能均得到提升,在中性条件下,经过100 min的摩擦/芬顿反应可去除96.8%的Rh B,而相同时间内ZnO只能降解58.4%的Rh B。经测试,摩擦/类芬顿反应中的主要活性物种为·OH,并且催化反应会导致Ce3+含量的降低,而通过焙烧处理后,不仅Ce3+含量得到提高,催化反应性能也获得恢复,表明Ce3+不仅有助于摩擦催化反应的进行,也是类芬顿反应的活性位点,并且作为两个催化反应的桥梁,在接触电势的作用下,驱动了类芬顿反应的发生。在此基础上,通过优化基底材料、搅拌速度和H2O2浓度等反应条件,对摩擦/芬顿反应的影响因素进行了探究,实现了CZO-eg对Rh B溶液的高效降解。（4）以多光谱结合的方式,辅以荧光区域积分技术进行定量分析,研究了不同ZnO摩擦催化及其协同反应体系对生物膜基质中的T-EPS及其主要成分蛋白质的氧化作用。研究显示以Fe-ZnO构建的球磨体系对T-EPS和牛血清白蛋白（Bovine serum albumin,BSA）均具有高效的氧化效果,90%以上的T-EPS可在12 min内被破坏,而对于BSA溶液,在8 min内就可以被去除96.5%。通过磁力搅拌过程也可以驱动摩擦催化反应对T-EPS进行氧化,并且对使用场景要求更低。其中,以BC-ZnO 600作为催化剂进行的摩擦催化反应对T-EPS中的氨基酸、类蛋白物质的去除效果高于腐殖酸和富里酸。此外,该反应还可以使蛋白质的结构向烷基进行转变。而以CZO-eg作为催化剂的摩擦/芬顿反应体系则对T-EPS中除腐殖酸外的生物分子均具有优异的破坏效果,并且对于T-EPS和BSA的整体去除率均高于BC-ZnO 600反应体系,蛋白质转化规律研究表明·OH为主导的催化过程使蛋白质的结构破坏更快速彻底,与BC-ZnO 600体系具有明显差异。