TiO₂光催化氧化作为一种新的污染治理技术,具有能耗低、反应条件温和、操作简便、占地小且无二次污染等优点,受到国内外研究人员的关注。本论文主要针对光催化剂的太阳能利用率低和负载过程中容易脱落两大难题,通过金属离子掺杂改性来拓展其光响应范围,制备出离子掺杂纳米TiO₂光催化剂,并将其负载于硅胶上,同时添入胶,从而制备出高强度纳米TiO₂微球,并借助于SEM、XRD、TG、UV-Vis、IR等手段对催化剂进行表征。此外,以活性艳红（K-2BP）为目标污染物,探讨了在紫外光照射下的光催化活性,并对其重复利用进行了初步探讨。由于粉体难于回收,本文以硅胶为载体,PEG为分散剂,采用溶胶-凝胶-浸渍法（S-G-I）制备了TiO₂-硅胶微球,并通过半导体复合与离子共掺杂对纳米TiO₂进行了改性研究,制备出复合负载光催化剂La₂O₃/ZnO/TiO₂-硅胶（LZT-硅胶）。对光催化剂进行表征,XRD分析表明,煅烧温度在400～600℃间所得样品均为锐钛矿相,400℃时晶型不完整,500℃时晶相发育成熟,此时,催化剂中TiO₂主要为锐钛矿相,600℃发生了明显的析晶现象;SEM表明催化剂表面光滑平整且富有光泽,700℃时微球表面有裂痕出现;IR光谱表明部分钛已进入硅胶骨架中,实现了TiO₂与载体的化学键合。鉴于负载光催化剂易于脱落,本文首次在负载光催化剂中添加正硅酸乙酯、硝酸铝,采用正交试验制备出高强度共掺杂TiO₂微球。正交试验结果表明,Si/Ti为100%、Al/Ti为20%时所制得的微球催化性能最高。实验结果可知:涂膜3次的光催化剂具有最佳的光催化性能,随负载次数的增加,光催化活性反而下降,且光照时间、通气量、活性艳红初始浓度及H₂O₂的加入量都对催化剂的降解有影响。