工业冶炼烟气中汞主要以气态单质汞（Hg⁰）、氧化态的二价汞(Hg²⁺)和颗粒态的汞（Hg^p）的物种类型留存。气体单质汞不仅是锌冶炼烟气中汞的主要形式,同时它也成为治理有色金属冶金烟气的主要障碍。本文针对多价态金属氧化物（Fe,Ce）掺杂二氧化钛光催化氧化去除单质汞展开研究。本文采用溶胶—凝胶法合成了Fe和Ce共同掺杂改性TiO₂复合材料,并将其作为光催化剂光催化氧化去除炼锌工业烟气中的Hg⁰。在253.7 nm的紫外光照射下,主要考察了焙烧温度、溶胶pH值、多价态金属氧化物（Fe,Ce）掺杂量、反应温度和烟气成分(O₂,NO,SO₂和H₂O_（g）)等影响因素对Hg⁰光催化性能的影响。采用X射线衍射谱（XRD）、扫描电子显微镜图（SEM）、高分辨透射电镜图（HR-TEM）、氮气等温吸附脱附测试（BET）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）、X射线光电子能谱分析（XPS）、光致发光光谱（PL）等现代表征技术对光催化剂形貌结构、光吸收性能、禁带宽度、元素价态等方面进行表征,并提出了一种在Fe₅Ce₅Ti上的Hg⁰光催化氧化反应机理。首先优化了光催剂的制备工艺,实验结果表明,最佳制备条件为溶胶pH=6,焙烧温度500?C,多价态金属氧化物（Fe,Ce）各自的掺杂量为5 wt%。在反应温度30°C下,该工艺制备的Fe₅Ce₅Ti的Hg⁰的光氧化效率达到了最大值95%。Hg⁰的高光催化氧化性能是由于Fe₅Ce₅Ti具有最强的吸光性能、相对较大的比表面积（109.543 m²/g）和最小的禁带宽度（2.34 eV）。根据DRS和PL发现,Fe₅Ce₅Ti的吸收带边发生了红移,Ce⁴⁺/Ce³⁺和Fe²⁺/Fe³⁺氧化还原对将光生电子（e^-）传输给催化剂表面吸附的氧分子并反应生成·O^2-,从而抑制了光生电子-光生空穴的重新组合,降低了TiO₂禁带宽度（2.34 eV）,提高了Hg⁰的光催化氧化效率。其次,研究了反应温度和气体组分的影响及其作用机制。结果表明,反应温度的升高不利于Hg⁰的光催化氧化反应,NO与Hg⁰竞争消耗h⁺、O_β、·O₂^-等氧化性自由基,并反应生成NO₂、NO₂^-、和NO₃^-;H₂O_（g）覆盖了催化剂表面的活性位点;O₂和SO₂对Hg⁰的光催化氧化有促进作用,这主要是因为SO₂和O₂在反应中分别生成HgSO₄和·O₂^-物种,从而促进Hg⁰的去除。此外,X射线光电子能谱（XPS）分析表明,参与Hg⁰的光催化氧化反应的主要物种有h⁺、O_β和·O₂^-等氧化性自由基,且反应产物主要以HgO的形式存在于反应后的Fe₅Ce₅Ti样品表面。利用10%酸性氯化亚锡和变色硅胶组成的汞转换系统连接到汞分析仪的前端,通过微积分法测算气体出入口处各种形态的汞的质量,进而验证模拟烟气系统反应入口和反应出口的总汞质量平衡问题。