染料废水的排放量大、可生化性差,对生态环境和人体健康造成很大威胁。以羟基自由基为基础的高级氧化技术被广泛应用于染料废水的降解处理,然而由于羟基自由基的非选择性,染料废水中的有机和无机共存物也参与反应,导致染料的脱色效率低。因此,开发新型高效的染料废水处理技术仍是水处理研究领域的一个重要方向。不同于无机氧化剂和光催化剂为基础的光化学氧化法,利用有机活化剂降解染料是一种新的思路。本文研究了三种双酮：2,3-丁二酮,2,4-戊二酮(乙酰丙酮)和2,5-己二酮作为活化剂在紫外光辐照下对染料的降解效果,并初步探究了反应机理。研究结果表明：三种双酮都对橙黄Ⅱ染料有良好的光脱色效果,在相同浓度下UV/双酮体系的脱色动力学快于UV/H2O2体系。对于甲基橙、刚果红、罗丹明B和亚甲基蓝而言,乙酰丙酮和2,5-己二酮的脱色效果优于2,3-丁二酮。UV-Vis光谱显示橙黄Ⅱ染料的偶氮键、苯环和萘环都在双酮的光降解中被破坏,说明染料不仅被脱色,还被降解。经UV/双酮体系光降解后,染料的可生化性大幅提高。双酮自身的光降解产物主要为甲酸、乙酸,可作为微生物生长的碳源。因此,UV/双酮法有望作为生化处理的预处理工艺,通过物化法-生化法的联用以较低的成本实现染料废水的达标处理。UV/双酮法作为物化-生化联用法预处理工艺的可行性通过植物毒性实验进行了评价。以水稻、萝卜和青菜种子为实验对象,用降解前后的染料溶液进行培养,结果显示不同植物种子对染料降解前后的毒性变化呈现不同的规律。还需更多的实验以对染料降解前后的毒性变化做出全面的评估。为理解双酮高效降解染料的内在原因,从实验和理论计算两个方面对反应机理进行了探讨。通过化学探针实验,排除了羟基自由基和超氧阴离子自由基在UV/双酮体系降解染料中的作用；实验发现单重态氧对染料降解起到一定作用,但非主要因素。通过曝气实验证明溶解氧对于双酮光降解染料有贡献,但充氮脱氧后UV/双酮体系仍能实现染料的快速脱色,而且三种双酮体系中溶解氧的作用不尽相同。除直接检测反应体系中的活性粒种外,还采用液质联用技术对染料的降解产物进行了系统分析,在橙黄Ⅱ和甲基橙的降解产物中,检测到了对氨基苯磺酸和对羟基苯磺酸,还检测到乙酰丙酮和染料的加合物。结合量子化学的密度泛函计算,推测双酮光降解染料的可能机理包括：双酮的激发三重态向染料传递能量,染料被敏化到三重态；双酮的激发三重态和染料的激发单重态或三重态发生电子转移反应；双酮光解产生的碳中心自由基引发的染料降解；染料和双酮之间发生氢转移反应,形成染料和双酮的加合物,进而被光降解。其中,染料和双酮的加合物的形成和降解是UV/双酮法降解染料这一技术的一个独特之处,可能是其高效降解染料的原因所在。