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近些年来，随着工业的高速发展，全氟化合物(PFCs)由于具有化学、热稳定性，高的表面活性和优良的耐火性等特点，被广泛应用于防雾剂、乳化剂和表面活性剂等。这类物质性质稳定，在自然界中不易被降解，具有持久性、生物累积性和毒性，引起了社会的广泛关注。在PFCs中，全氟辛酸(PFOA)和全氟辛烷磺酸(PFOS)是最典型的代表。研究表明，PFOA对人体器官、生殖系统及免疫系统等均具有潜在毒性，已经被列入美国环境保护署污染物补充目录。由于PFOA的化学性质稳定，往往利用高温、高压条件对其降解。研究在温和条件下有效降解PFOA的方法并探究其降解机理成为当前的热点。本文研究了TiO2光催化和臭氧氧化技术联用降解水中PFOA的效能和机理，主要工作如下: 首先，通过不同工艺对PFOA降解效果的比较，证明了TiO2光催化和臭氧氧化耦合技术存在协同作用，能强化TiO2光催化活性，提高量子效率，产生大量的光生空穴(h+)和羟基自由基(·OH)，从而显著提高水中PFOA的降解效率。反应4h后，PFOA的降解率和脱氟率分别为99.1％和44.3％。反应体系中投加PO43-试验结果表明TiO2光催化臭氧氧化降解PFOA的过程发生在催化剂表面，PFOA和O3在TiO2表面的吸附是降解反应进行的必要条件。 其次，研究了不同工艺参数对PFOA降解的影响，从反应的初始浓度、温度、O3投加量和溶液pH值等方面优化了耦合体系的降解条件。随着初始浓度增大，PFOA的降解效果呈现一个先增大后减小趋势，可知TiO2光催化臭氧氧化耦合体系更适于处理低浓度的PFOA。反应温度对PFOA降解具有一定影响，反应过程前半段温度占主导因素，PFOA的降解率和脱氟率随温度升高而。反应过程后半段吸附起主要作用，PFOA的降解率和脱氟率随温度升高而下降。在TiO2光催化臭氧氧化耦合体系中只需通入较低浓度的O3即可实现PFOA的有效降解，该项技术具有成本低、能耗少和操作简单等特点。此外，溶液pH值对TiO2光催化臭氧氧化降解PFOA的速率具有重要影响，随着溶液pH值升高，PFOA的降解率和脱氟率逐渐降低，酸性条件下更有利于降解水中PFOA。 最后，对TiO2光催化臭氧氧化降解PFOA的机理进行了探讨。通过投加TBA和TEOA进行·OH和光生空穴抑制试验，证明在该体系中降解PFOA的活性物质是·OH和光生空穴，其中光生空穴起主导作用，·OH能加快降解反应进行。通过HPLC-MS测定了PFOA在TiO2光催化臭氧氧化降解过程中的主要中间产物为n=3-7的短链全氟羧酸(PFCAs)，包括C6F13COOH，C5F11COOH，C4F9COOH，C3F7COOH和C2F5COOH，从而推导出PFOA的主要降解机理:首先PFOA被TiO2表面的光生空穴氧化，发生脱羧反应，然后在·OH作用下脱去一个CF2结构生成C6F13COO-，如此不断重复此过程产生短链全氟羧酸，最终实现PFOA的有效降解。