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利用光化学技术处理有机污染物，对环境保护和太阳能的利用都有重要的意义。 。
石油烃类是重要的燃料、能源和工业原料。石油主要组分为烷烃和芳香烃，而石油制品一般包括汽油、柴油、煤油、沥青及烯烃等。随着工业的发展，对石油烃类需求量大幅度增加。在开采、运输、贮藏和加工过程中，由于意外事故或管理不当，排放到农田、地下水、海洋，使环境受到石油烃类污染。石油烃类组分的复杂性，决定了其性质的复杂性。为了明确了解石油烃类性质，有效地控制试验条件，本文以水体中正十六烷(n-C16H34)、正癸烯(n-C10H20)、萘(n-C10H8)、0＃柴油和煤油作为降解物，以TiO2光催化氧化法和photo-Fenton(光助芬顿)氧化法为降解技术，研究了反应影响因素和反应中间体，并对其光解过程的活性氧(ReactiveOxygenSpecies，简称ROS)作用机制进行深入探讨，建立石油烃类的光化学反应历程。 本文的研究方法及其主要结果如下：1.TiO2光催化氧化法
因此本文分析方法准确可靠。且TiO2光催化氧化法能够显著降解石油烃类。其结果如下：
1.1TiO2光催化剂本文采用溶胶-凝胶法，在400～600℃热处理温度条件下制备了TiO2光催化剂。并用D/max-RA型X射线衍射仪和ASAP2000型比表面仪测定了TiO2光催化剂的晶粒尺寸和比表面积。其结果为：TiO2光催化剂均为纳米粒子，其中在400℃热处理温度下，TiO2晶相为锐钛矿型，平均粒径为17nm左右，比表面积为151.2m2/g。
1.2影响光解的因素(1)光照时间正十六烷、正癸烯和萘的反应速率常数随光照时间的增加而下降，在最佳光照时间1h下，反应速率常数分别为5.3×10-3、9.9×10-3和7.7×10-3min-1。
(2)初始浓度正十六烷、正癸烯和萘的最佳初始浓度为800mg/L。因石油烃类浓度很低时，光解率随浓度的增加而提高；当石油烃类浓度达到某一值时，光解率将不再随浓度的变化而变化；若石油烃类浓度过高，会导致光解率降低，
(3)光强在暗反应中正十六烷、正癸烯和萘反应速率常数均较低，300W与500W中压汞灯均可提高光催化反应速率常数，即光强有助于提高石油烃类的反应速率常数。萘在模拟可见光下可以光解，其速率常数在300WUV条件下为1.0×10-3min-1，而在TiO2/300WUV条件下为1.2×10-3min-1，均小于相应在紫外光条件下的反应速率常数。
(4)TiO2热处理温度400℃热处理温度的TiO2光催化氧化降解正十六烷、正癸烯和萘的反应速率常数分别为5.3×10-3、9.9×10-3和7.7×10-3min-1，其值大于其它TiO2热处理温度条件下的，它们对催化降解石油烃类的影响顺序为：400℃＞500℃＞600℃。因为TiO2热处理温度可以有效控制晶粒大小和改变晶型，从而改变光催化氧化法的反应速率常数。
本文以中压汞灯为光源，在DGF-1型多功能旋转式光化学反应仪上，研究了photo-Fenton氧化法对50mg/L的0＃柴油或煤油水悬浮液的降解，回收率均在90％以上，且相对标准偏差小于2.5‰说明本文分析方法准确可靠。且photo-Fenton氧化法能显著降解石油制品。其结果如下：
2.1影响光解的因素(1)光照时间长时间的反应不利于0＃柴油和煤油的降解，且不经济，因此最佳光照时间为18min。
(2)光强中压汞灯对photo-Fenton氧化法有协同作用，并有利于Fe2+/Fe3+的循环，提高·OH的产生量，因而对降解0＃柴油和煤油有利。500W比300W中压汞灯更能促进反应的进行。同时0＃柴油和煤油在模拟可见光下均可以光解，其反应速率常数均相应地低于中压汞灯条件下的。
(3)pHpH对于降解0＃柴油和煤油水悬浮液的最佳值为3，其值过高或过低都不利于光解率的提高。因为pH过高不仅抑制了·OH的产生，而且使溶液中的Fe2+以氢氧根络合物的形式沉淀而失去催化能力；当pH过低时，Fe3+不能顺利地被还原为Fe2+，反应受阻，从而影响photo-Fenton反应的氧化能力。
(4)Fenton试剂H2O2和Fe2+浓度过高或过低列应均不利，因此H-O2最佳浓度为6mmol/L，Fe2+浓度为0.3mmol/L。Fe2+比Fe3+更利于photo-Fenton氧化法的进行。Fe3+配体对0＃柴油降解的影响顺序为：Fe2(SO4)3＜FeCl3＜Fe(NO3)3＜Fe(C2O4)33-。
0＃柴油和煤油水悬浮液在综合的最佳降解条件：0.3mmol/LFe2+、6mmol/LH2O2、pH=3、光照时间18min和500W中压汞灯的照射下，50mg/L0＃柴油的反应速率常数为4.81×10-2min-1，煤油为4.16×102min-1。
2.2反应动力学(1)反应速率常数在photo-Fenton氧化法中，0＃柴油和煤油在365nm波长下光解反应服从一级反应动力学。在300W中压汞灯下，其值分别为3.6×10-2和3.12×10-2min-1，均低于相应的不加滤光片的反应速率常数。
(2)量子产率采用草酸铁钾做为光露计测定了photo-Fenton氧化法下0＃柴油和煤油在365nm波长下的量子产率。在300W中压汞灯下，其值分别为1.27和1.18，所得量子产率值均大于1，进而表明了photo-Fenton氧化法有活性氧参与反应。
3.活性氧测定活性氧是指具有未配对电子(即外层轨道中具有奇数电子)的原子、原子团、离子、基团或分子。人们对活性氧的研究始于1900年Gomberg发现三苯甲基自由基。各种环境介质(大气、水、土壤等)和生命体中许多微观化学过程都与活性氧密切相关。因此其测定方法的建立，对揭示光化学反应的本质和机理是必要的。系统地研究水体中活性氧，能揭示污染物在水体中降解的主要途径和高级氧化技术(AdvancedOxidationProcesses，简称AOPs)处理废水的本质，为高级氧化技术的发展提供理论依据。本文活性氧的测定方法采用水杨酸和DMSO(二甲基亚砜)分子探针及ST-EPR(自旋捕获-电子顺磁共振)法测定·OH，羟胺分子探针法测定O；·(超氧自由基)。分子探针法简单实用、准确可靠且适于一般实验室活性氧研究工作。而EPR是最常用、最有效的检测方法。它作为检测活性氧的首选方法，具有灵敏度高、测定后样品不受破坏以及对化学反应没有干扰等优点，但是EPR的价格昂贵，测试费用高。
3.1水杨酸分子探针法测定·OH利用水杨酸分子探针法，推算了Fe2+/H2O2、H2O2/UV和Fe2+/H2O2/UV等体系产生的·OH稳态浓度数量级为10-14mol/L。分析了photo-Fenton氧化法中自由基氧化降解有机物的机理，得出0＃柴油及煤油的photo-Fenton氧化法降解机理是由·OH引发的活性氧反应。
3.2DMSO分子探针法测定·OH采用DMSO分子探针并结合分光光度计研究了photo-Fenton氧化法和TiO2光催化氧化法中·OH测定的影响因素及稳态浓度。
3.3ST-EPR法测定·OH利用DMPO(5，5-二甲基-吡咯啉-N-氧化物)自由基捕捉剂与EPR相结合的方法测定了photo-Fenton氧化法和TiO2光催化氧化法在水相中的·OH。研究表明，DMPO样品相对纯净。在光照条件下，EPR上记录到两种光化学体系中·OH的自旋加合物(DMPO-OH)产生的特征信号，信号强度比为1：2：2：1的四条线具有超精细分裂常数aN=aH=14.90G。其强度均随时间发生变化，先增长后逐渐消亡。光照下，DMPO-OH强度在photo-Fenton氧化法下，6min时达到最大；而在DMPO/TiO2光催化氧化法中，1min时达到最大。
TiO2光催化氧化法中·OH的产生依赖于TiO2和光源的同时存在。根据已知的·OH与DMPO反应的动力学常数，得出正十六烷与·OH反应的动力学常数为5.0×1011M-1.S-1。这表明相对于DMPO，·OH更易于同正十六烷进行反应，其速率远远大于普通的化学反应。
3.4羟胺分子探针法测定O-1·测试技术具有唯一性和良好的重现性，其相对标准偏差为0.12％。在TiO2光催化氧化法中，O-2·稳态浓度的数量级为10-7。羟胺最佳浓度为0.5mmol/L，光照时间为3h。光照是TiO2光催化氧化法产生O-2·的必要条件，500W比300W中压汞灯更能提高反应的吸光度值。TiO2热处理温度对吸光度的影响顺序为：400℃＞500℃＞600℃；半导体催化剂种类为：TiO2ZnO1＞WO3＞Fe2O3；氧化剂为：S2O82-＞S2O52-＞S2O42-＞S2O32-。