高效、低成本、操作简便的活性氧生成方法一直是水污染控制等领域追求的目标。本论文借助电子顺磁共振谱(EPR)、液相色谱、液相色谱-质谱联用等技术手段,系统研究了核黄素光敏化过程,分析光敏剂的自身光解规律、活性氧的生成规律以及转化途径。基于光化学基础理论,以环境友好、来源广泛的核黄素为光敏剂,发展了在过渡金属离子催化条件下可见光调控羟基自由基的生成方法;以核黄素作为天然光敏剂模型化合物,模拟自然界水环境中的天然光敏剂光敏化过程,探索了核黄素在难生物降解有机污染物迁移、转化过程中的作用机制。主要研究内容和结果如下：1.在核黄素光敏化作用下的超氧负离子自由基产生研究。利用EPR技术,以5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物(DMPO)为自由基捕获剂,确认了核黄素光敏化高效产生超氧负离子自由基的现象；以1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷为单线态氧淬灭剂、1,4-苯醌为超氧负离子自由基淬灭剂,选取甲基橙为降解模型化合物,进一步证实核黄素光敏化过程中超氧负离子自由基的高效产生。2.在Fe2+离子催化条件下核黄素光敏化产生羟基自由基的研究。采用EPR技术,以IMPO为自由基捕获剂,证实在Fe2+离子催化条件下,核黄素光敏化产生羟基自由基;采用硝基苯羟基化反应,进一步确认羟基自由基的产生；通过EPR信号强度以及硝基苯降解速度的分析,进一步优化了羟基自由基的生成条件。3.核黄素在光敏化过程中自身分解的探索。采用液相色谱、液/质联用等分析手段,定性和定量分析了不同pH条件下核黄素的自身光解产物。试验发现核黄素的光稳定性差,见光易分解；在中性和酸性条件下,其主要光解产物光为色素；在碱性条件下,其主要光解产物为光色素和光黄素；在以甲基橙为降解模型化合物的试验中,发现核黄素的主要光解产物也具有良好的光敏化能力。4.核黄紊光敏化生成羟基自由基的机制研究。基于EPR试验以及硝基苯降解试验结果,考察了过氧化氢酶对羟基自由基生成的影响。发现过氧化氢酶能够有效淬灭羟基自由基的生成,提出核黄素光敏化生成羟基自由基的机制为：(1)基态核黄素吸收光照能量,生成单线态激发态核黄素；其寿命极端,迅速发生系间窜越,形成三线态激发态核黄素;与溶液中溶解氧发生相互作用,发生电子转移,并生成超氧负离子自由基；(2)在水溶液中超氧负离子自由基寿命极短,迅速发生岐化反应,生成过氧化氢和基态氧：(3)在可见光激发和Fe2+离子催化条件下,过氧化氢进一步转化生成羟基自由基。5.核黄素同系物光敏化生成活性氧的研究。借助EPR技术手段,以DMPO为捕获剂,在可见光激发条件下,系统考察了核黄素同系物(黄素腺嘌呤二核苷酸、黄素单核苷酸、光黄素、光色素)生成超氧负离子自由基的规律;探索了在Fe2+催化条件下羟基自由基的生成过程；发现在可见光激发条件下,除光色素外,黄素腺嘌呤二核苷酸、黄素单核苷酸、光黄素均能够高效生成超氧负离子自由基和羟基自由基。6.核黄素光敏生成活性氧应用研究。以核黄素为天然光敏剂模型化合物,分别以甲基橙、硝基苯、双氯芬酸钠作为典型有机污染物模型化合物,模拟自然界水环境中的天然光敏剂光敏化过程,探索了其在难生物降解有机污染物迁移、转化过程中的作用机制。