本文采用溶胶-凝胶法(Sol-gel)制备TiO2，研究了TiO2的改性方法，使用XRD、FT-IR、TEM等手段对催化剂进行表征，以甲醛模拟废水为对象进行了改性催化剂的活性研究。以甲醛模拟废气为研究对象，研究了光催化技术在室内空气净化中的应用。本文的主要研究内容结果如下： (1)采用溶胶-凝胶法制备TiO2，分别用单因素分析、正交实验设计、单纯形设计对反应过程中的主要工艺因素加水量、溶剂量、负催化剂量、螯合剂加入量进行了控制和微调，并以甲醛模拟废水为对象，对催化剂进行光催化活性的研究。结果显示，单纯形设计可得到更好催化活性的TiO2。其工艺条件分别是n(H2O)/n[Ti(OBu)4]=3.43，n(C2H5OH)/n[Ti(OBu)4]=16.49，n(HNO3)/n[Ti(OBu)4]=0.77，n(AcAc)/n[Ti(OBu)4]=2.29。正交实验设计表明，四种工艺条件对TiO2催化活性的影响程度的大小顺序为：AcAc用量、水的加入量、HNO3的加入量、C2H5OH用量。 (2)分别用硫酸、盐酸、硝酸、磷酸对TiO2进行改性，研究了亚临界水热处理对催化剂改性的影响。XRD、TEM对催化剂进行表征的结果显示，硫酸、盐酸、硝酸改性的TiO2晶体中锐钛矿型含量增加，对甲醛的催化活性都有所提高，其中硫酸改性的TiO2催化效果最好。而磷酸改性的TiO2锐钛矿型的生长受到抑制，对甲醛的催化活性很低。催化剂的亚临界水热处理使催化剂粒子之间的团聚现象基本消失，有利于酸改性TiO2催化剂光催化活性的提高。 (3)分别用磷钼酸、磷钨酸、硅钨酸等杂多酸对TiO2进行掺杂改性，研究了亚临界水热处理对催化剂改性的影响。XRD、TEM、FT-IR对改性催化剂进行表征的结果显示，三种杂多酸的掺杂都使TiO2粒径有所减小，且可以抑制晶型中金红石矿型TiO2的增长，促进锐钛矿型TiO2的生长。FT-IR谱图表明杂多酸以化学键方式和TiO2结合。亚临界水热处理可使粒子的团聚消失，从而使催化剂活性提高。对模拟甲醛废水降解试验表明，杂多酸改性的TiO2有着很高的催化氧化活性。 (4)构建了气体光催化反应装置，并采用经过硫酸改性的催化剂TiO2/SO42-，以甲醛模拟废气为研究对象，研究室内有害有机物的净化工艺。结果表明，甲醛模拟废气的初始浓度与降解速率之间存在负一级动力学方程关系。模拟废气气流速度的增加，降低了气体在光反应装置内的停留时间，影响了甲醛的降解率。反应体系的温度对甲醛的去除率影响较大，本研究的最佳反应温度为47℃；反应体系中湿度的增加一定程度上促进了光催化效率，湿度为79％时甲醛的去除率最好，但是过大的湿度可能会造成水分子与甲醛分子在催化剂表面吸附的竞争，最终影响甲醛的光催化降解效率。