焦化废水是一种典型的含有难降解有机污染物的工业废水,含有大量的酚类、多种芳香烃和杂环类有机物,成分复杂,且废水水量大,对环境污染严重。因此,焦化废水的处理研究一直是国内外环境工作者关注的焦点之一。在对难降解有机废水的处理中,利用光催化氧化技术是最有发展前景的技术之一。本文作者通过溶胶-凝胶法合成了掺锌纳米TiO₂,用X射线衍射（XRD）、差热分析（DSC）以及红外光谱（IR）对合成的纳米TiO₂结构进行了表征。结果表明,合成的TiO₂为纳米级材料,TiO₂粉体和掺锌1%的TiO₂平均粒径分别为21.5和19nm;在煅烧温度为360℃时,TiO₂由非晶态向锐态型纳米TiO₂转变,而掺锌1%的TiO₂在500℃时发生晶型转变,在545℃还可以发现有明显的吸热峰;IR发现掺锌纳米TiO₂中,锌和SO42-的引入可能改变了TiO₂的结构。本文分别以焦化废水中的典型杂环化合物喹啉和吡啶为处理对象,以掺锌纳米TiO₂为光催化剂,在紫外光的照射下,考察了杂环化合物的初始浓度、处理时间、纳米TiO₂的煅烧温度、纳米TiO₂的掺锌量、纳米TiO₂的加入量、溶液初始pH、外加H2O2量对杂环化合物降解率的影响。结果表明,锌的掺杂量为1%时,纳米TiO₂的光催化活性最高;TiO₂的煅烧温度对催化活性有较大影响,在500℃时煅烧的掺锌纳米TiO₂光催化活性最高;光催化氧化时间越长,杂环化合物的降解率越高。喹啉的6h降解率达到81%,TOC去除率达51%。吡啶降解率为92%,TOC去除率达到58%;杂环化合物初始浓度在10mg/L-50mg/L范围内,浓度越大降解率越小,其降解动力学方程符合动力学一级反应;催化剂添加量为0.6g/L时喹啉的降解率最高,而对吡啶的最佳催化剂添加量为0.8g/L;在pH=6-8范围内,杂环化合物降解率最高;降解率随H2O2加入量的增加而增大,但过多加入H2O2反而降低降解率。当加入H2O2量为6ml/L时,喹啉3h TOC去除率由35%增加到达65%。吡啶3h TOC去除率由53%增加到74%。将喹啉和吡啶按1:1（w:w）配制成模拟废水,在紫外光的照射下考察其降解规律,结果发现,混合物中喹啉和吡啶的降解率随处理时间的增加而增加,这与单组分有机物的降解有相同的趋势,而吡啶更易于光降解;当TiO₂加入量为0.8g/L时,混合物的TOC去除率最高;混合物最佳催化剂添加量为0.8g/L,继续加大催化剂的投加量,TOC去除率反而减少;混合物中喹啉和吡啶的降解率和时间的关系并不严格遵守零级或一级动力学方程,而混合物的TOC去除率和时间的关系符合动力学一级反应。