地下水硝酸盐污染已经成为世界各国面对的急需解决的问题之一，采用传统的去除水中硝酸盐技术面临诸多问题，研究开发去除水中硝酸盐新方法成为广泛关注的课题。本文采用光催化方法去除水中硝酸盐，系统考察了纯TiO₂对水中硝酸盐氮的去除效果，创新地研究了N掺杂TiO₂光催化还原水中硝酸盐氮的效能，旨在为脱除地下水中硝酸盐氮开辟一条新的可循之路。采用TiO₂为催化剂光催化还原水中硝酸盐，考查了空穴清除剂、硝酸盐氮浓度、催化剂用量、保护气、光源种类、光强和水中离子等因素的影响，探索了反应机理，同时采用超声波、TiO₂掺杂Fe³⁺等方法进行强化。结果表明：以TiO₂作为光催化剂时，与甲醇、甲酸钠和EDTA相比，甲酸是较好的空穴清除剂，甲酸浓度为50mmol/L时还原效果较好。硝酸盐浓度、催化剂用量、保护气体N2、光源和光强度对TiO₂光催化还原水中硝酸盐反应具有较大影响。TiO₂光催化还原水中不同种类硝酸盐活性不同，活性由高到低的次序为：FeNO₃＞KNO₃＞NaNO₃，水中Ca²⁺、Mg²⁺影响基本相同且影响不大，水中Cl-、PO43-使催化活性略有下降，SO₄^2-完全抑制硝酸盐光催化还原反应。采用超声波强化和向水中添加Fe³⁺，TiO₂活性和选择性都有所提高。将Fe掺杂到TiO₂中提高了TiO₂的活性，但使选择性变差。TiO₂具有一定的光催化还原水中硝酸盐活性，水中硝酸盐去除率可达35.16%。水中硝酸盐光催化还原反应符合一级动力学，为平行-顺序分步反应。以硫酸钛和氨水为原料，采用水热沉淀法制备TiO₂光催化剂， SEM、EDS、XRD、FTIR和XPS进行表征，制备的催化剂为掺杂N的锐钛矿型TiO₂，掺杂的N取代了TiO₂中的O原子形成了Ti—N键进入TiO₂晶格。论文研究了N掺杂TiO₂制备方法对光催化性能的影响，主要考查了硫酸钛浓度、氨水浓度、氨水滴加速度、pH、焙烧温度、水解温度、加料方式对该光催化剂活性的影响，研究了N掺杂TiO₂光催化剂还原水中硝酸盐的效能。结果表明，在硫酸钛和氨水浓度均为0.5mol/L，pH=9.0，焙烧温度400℃，水解温度100℃条件下，采用顺加料法制备的N掺杂TiO₂光催化活性较好，光催化还原硝酸盐氮浓度为50mg/L水溶液中的硝酸盐，反应120min后，硝酸盐转化率为95.8%。该催化剂无需掺杂金属组分，不存在重金属组分沥出风险，是一种新型光催化还原水中硝酸盐催化剂。