本文中选取三种偶氮类染料分子：酸性铬深蓝(ACDB)、酸性铬蓝K(ACBK)和维多利亚紫(VV)为研究对象，研究了Cu2+和Fe3+对其在UV—TiO2体系和类“Fenton”体系中催化降解的影响。通过比较三种染料分子的结构，归纳了染料分子与Cu2+和Fe3+可能的作用位点和作用形式，并探讨了这种相互作用对染料分子催化降解的影响。进一步比较染料分子降解前后红外光谱的变化，研究了偶氮类染料分子氧化降解的主要作用位点和降解机制。 论文研究了金属离子Cu2+和Fe3+对染料分子结晶紫(CV)和维多利亚紫(VV)在UV—TiO2体系中催化降解的影响。实验结果表明：在UV—TiO2体系中，两种染料分子吸光度随着光照时间的延长迅速降低。染料分子在活性氧的作用下快速降解，其光解过程符合典型的Pesudo—first—order过程，遵守Langmuir—Hinshelwood定律。Cu2+和Fe3+的加入不影响两种染料分子的催化降解。由于催化剂表面带正电荷，Cu2+和Fe3+在催化剂表面吸附较少，Cu2+和Fe3+对于光生电子(e—)和光生空穴(h+)的产生和复合影响较小，不会影响活性氧的产生。Cu2+和Fe3+对催化剂表面电荷情况不会产生明显的影响，因此Cu2+和Fe3+的加入对染料分子在催化剂表面吸附影响较小。 论文进一步研究了Cu2+对偶氮染料分子ACDB和ACBK在UV—TiO2体系中催化降解的影响。研究表明：随着光照时间的延长，ACDB和ACBK迅速发生催化降解，但是降解速率随着Cu2+的加入而减慢。Cu2+对体系脱色率具有明显的抑制作用，抑制作用随着Cu2+的浓度的增大而更加明显。Cu2+在催化剂表面吸附较小，对催化剂表面电荷性质影响较小，对染料分子在催化剂表面吸附影响较小。降解过程中Cu2+浓度不发生变化。 光谱修正法研究表明ACDB与Cu2+之间发生相互作用，形成新的复合物Cu(ACDB)2。ACDB的反应效率η(％)与体系脱色率D(％)之间具有很好的相关性。Cu(ACDB)2具有相对比较稳定的结构，难以被UV—TiO2体系和类“Fenton”体系中的活性氧氧化降解，体系优先降解未反应的ACDB。在类“Fenton”体系中，当Cu2+浓度较大时，体系中复合物Cu(ACDB)2发生一定程度的解离，脱色率与反应时间之间具有良好的线性关系。当Cu2+浓度较小时，开始阶段未反应的ACDB被迅速氧化降解，反应一段时间，体系中主要是复合物Cu(ACDB)2，此时开始脱色率与反应时间之间具有良好的线性关系。有Cu2+加入时，在UV-TiO2体系类“Fenton”体系中，最后所剩的物质都是复合物Cu(ACDB)2。 进一步利用光谱修正法研究ACBK与Cu2+之间相互作用。实验结果表明：ACBK与Cu2+发生相互作用形成新的复合物Cu(ACBK)2。ACBK的η(％)与体系脱色率D(％)之间具有很好的相关性。Cu(ACBK)2具有相对比较稳定的结构，难以被UV-TiO2体系和“H2O2”体系氧化降解。在“H2O2”体系中，当Cu2+浓度较大时，体系中的复合物Cu(ACBK)2发生一定程度的解离，脱色率主要由解离速度控制，脱色率与反应时间之间具有良好的线性关系。当Cu2+浓度较小时，开始阶段溶液中未反应的ACBK被迅速氧化降解，反应一段时间以后，溶液中所剩物质主要是复合物Cu(ACBK)2，此时开始脱色率与反应时间之间具有良好的线性关系。有Cu2+加入时，在UV-TiO2体系和“H2O2”体系中，体系最后所剩的物质都是复合物Cu(ACBK)2。ACBK中另外一个“-SO3H”集团的引入使得ACBK更容易被降解。 利用光谱修正法进一步研究表明ACBK与Fe3+之间形成2：1的复合物Fe(ACBK)2。该复合物的形成依然不利于ACBK的降解。但是Fe3+对复合物Cu(ACBK)2不产生影响。当体系中有Cu2+存在时，体系最终所剩的物质仍然是Cu(ACBK)2。 通过比较三种染料分子ACDB、ACBK和VV降解前后的红外光谱可以看出，三种染料分子中的“-N=N-”是染料分子发生催化降解的主要作用位点，偶氮染料分子的脱色反应主要是通过破坏“-N=N-”键得以实现。三种染料分子中的R1基团对染料分子与金属离子之间的相互作用起“功能团”作用，“-N=N-”键在染料分子与金属离子的显色反应中也发挥了重要的作用。当ACDB和ACBK与Cu2+发生相互作用时，Cu2+与“-N=N-”发生作用，“-N=N-”键被保护起来，表现在金属离子与染料分子之间相互作用对染料分子氧化降解具有抑制作用。