高级氧化技术(AOP)是一种去除水中低浓度污染物(10-2 ~ 10-3 M)的有效方法。本论文主要就应用于光催化氧化和湿式催化氧化中的催化剂开展研究工作。半导体光催化是一门集光学、电化学、材料学、表面化学和催化化学于一体的综合性学科,其特征是半导体材料通过有效吸收光能产生具有极强氧化能力和还原能力的光生空穴和电子,在催化剂表面发生直接或间接的氧化或还原反应。半导体光催化研究已开展30多年,取得了一些研究成果,但仍然存在许多必须解决的关键性问题。就目前研究较多的TiO2系光催化剂而言,其较宽的禁带宽度和较低的量子效率大大限制了TiO2系光催化剂的发展。而非TiO2催化剂,如Bi2Ti2O7,BiFeO3,Bi2WO6,因其良好的可见光吸收越来越受到重视。目前,非TiO2催化剂仍存在比表面积小,形貌不可控,催化效率低等缺点。催化湿式过氧化技术由于其高效的处理能力和优异的经济性而被广泛应用。最常用的催化剂Fenton试剂(Fe2+ / H2O2)在实际应用中仍存在适用pH值范围小、无法重复使用、对环境造成二次污染等问题。因此,高效稳定、易于分离的非均相催化剂的研制是催化湿式过氧化技术进一步发展的关键。但是目前非均相催化剂含锰氧化物的研究仍存在催化活性难以进一步提高,结构与性能的构效关系不明确等问题。喷雾干燥法因简单、省时、易于操作已经成为合成各种金属、金属氧化物以及纳米材料的一种普遍方法。相对于许多传统的催化剂制备方法,喷雾干燥法制备的材料具有颗粒尺寸均匀、分散性好、纯度高等优点。同时在模板剂的辅助作用下可合成出具有孔结构以及可控微观形貌的催化剂材料,对于提高非TiO2光催化剂等催化材料的催化性能具有重要意义。本论文将采用喷雾干燥制备具有可控结构的多种催化剂材料,包括:1.喷雾干燥法制备Bi2Ti2O7多孔微球及其光催化性能研究以F127为模板剂,应用喷雾干燥技术制备了新型多孔微球状Bi2Ti2O7可见光催化剂。样品BTO-3-350-500在光催化降解对氯苯酚和罗单明B反应中,光催化活性明显高于P25 TiO2和化学沉淀法制备的Bi2Ti2O7。根据详细的表征分析,高活性可以归因于Bi2Ti2O7的高结晶度且无相转移,孔结构所形成的高比表面积,以及有利于光吸收的较窄的的禁带宽度(2.9 eV)。2.喷雾干燥法制备可见光催化剂BiFeO3空壳微球以甘油和乙醇为溶剂分别溶解硝酸铋和硝酸铁,应用喷雾干燥技术合成了纯相钙钛矿型BiFeO3空壳微球。采用多种表征手段,对产物形貌和组成进行了分析。通过改变甘油的含量,可调变样品的壳层厚度,并研究了焙烧温度对结构的影响。在可见光下对若丹明B的降解反应中,本论文制备的样品较传统方法制备的材料的活性有大幅度的提高。3.喷雾干燥法制备核壳结构氧化锰催化剂以葡萄糖为模板剂,采用喷雾干燥技术制备了核壳结构的立方相α-Mn2O3催化剂。该催化剂具有较高的结晶度以及较大的比表面积,同时这种特殊的核壳结构在反应中可作为微反应器,可有效提高反应速度,使得核壳Mn2O3催化剂在催化过氧化降解亚甲基蓝反应中的催化性能优于商业Mn2O3。