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尖晶石型复合金属氧化物AB204是一类重要的无机功能半导体材料,在许多领域如材料、传感器、生物医学和催化剂方面等等都有较为广泛的应用。而其中ZnMn2O4以其丰富的结构和优异的磁、光、电、催化等特性吸引了人们极大的关注。由于无机材料的性能及其相应的应用受到其形貌的重要影响,因此,为了有效改善ZnMn2O4半导体材料的光学及催化性质,可以制备出特殊形貌的一维纳米材料。本实验合成了ZnMn2O4纳米棒材料,并对此纳米材料进行了一系列表征和光催化行为研究,分别以丙酮和萘为降解底物,利用原位红外光谱技术研究了其光催化反应历程。围绕以上内容,主要开展了以下三方面工作：(1)以α-MnO2纳米棒为模板成功制备出一维尖晶石型ZnMn2O4纳米棒。利用X射线电子衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等物理表征手段描述了其形貌和结构；由X射线光电子能谱(XPS)和X射线能谱(EDS)测量了其表面的元素组成；并通过紫外-可见漫反射谱(DRS)和表面光电压光谱(SPS)检测了其光电性能。该纳米棒直径约为50-100 nm,长度大约为1.5-2μm,主要沿着(211)晶面生长。ZnMn2O4纳米棒的结晶度随着煅烧温度的增加而提高,且表现出较好的光电性能。(2)以原位透射红外光谱技术为监测手段,采用典型VOCs丙酮为目标污染物,研究了其在ZnMn2O4纳米棒表面的光催化反应行为,并讨论了光催化反应机理；同时对丙酮在单纯紫外灯照射条件下的光反应过程进行了在线监测,与ZnMn2O4的光催化过程做了对比。结果表明,在存在催化剂ZnMn2O4时,丙酮和吸附在催化剂表面的羟基自由基作用,生成CO2, H2O,醋酸盐类物质和乙醛；在只有紫外灯的条件下,丙酮和吸附在KBr表面的羟基自由基作用,生成CO2, CO, H2O,甲酸和醚类物质。(3)以原位透射红外光谱技术为监测手段,采用典型PAHs萘为目标污染物,研究了其在ZnMn2O4纳米棒表面的光催化反应行为,并做了空白对比实验,推测光催化反应机理。结果表明,在存在催化剂ZnMn2O4时,萘和吸附在催化剂表面的羟基自由基作用,生成CO2, H2O,邻苯二甲酸酐,苯酯类和芳酮类物质,中间产物有1,4-丁二醇、1,3-丁二烯和1,4-丁二醛；在只有紫外灯的条件下,萘和吸附在催化剂表面的羟基自由基作用,生成CO2, H2O,邻苯二甲酸酐,苯酯类和芳酮类物质,中间产物有1,4-丁二醇、1,4-丁二醛和1,4-丁二酸。