非均相半导体光催化技术在水污染控制，尤其在处理废水中难降解有机污染物方面具有独特的优越性。纳米 TiO<,2>作为一种性能优良的光催化剂已成为治理环境污染的研究热点。采用纳米 TiO<,2>掺杂过渡金属离子和固定化技术，能有效提高其光催化活性和反应效率，在处理废水有机污染物等方面具有广阔的应用前景。 本项研究用溶胶一凝胶法制备掺杂Co<2+>、Ni<2+>和Ni<2+>-Co<2+> 共掺杂的纳米TiO<,2>，利用X-射线衍射(XR-D)、透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积仪(BET)、傅里叶变换红外光谱分析(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)等对样品进行表征。结果表明：焙烧温度对改性纳米二氧化钛的晶型和平均粒径有很大的影响；Ni<2+>、Co<2+>离子起到了光生电子捕获剂的作用，减少了光生电子-空穴对的复合几率；适量Co<2+>掺杂和Ni<2+>、Co<2+>离子共掺杂能有效抑制纳米 TiO<,2>晶粒的成长，使晶体发育良好，粒度分度均匀，产物分散性较好；掺杂使 TiO<,2>的光谱响应范围向可见光拓展，比表面积随着焙烧处理的温度升高而减少，掺杂改性后的 TiO<,2>的比表面积较纯 TiO<,2>明显偏大；Ni<2+>、Co<2>均匀分散在TiO<,2>中；不同金属离子掺杂使 TiO<,2>粒子表面含有大量羟基，有利于提高 TiO<,2>的光催化活性，提高 TiO<,2>对太阳光的利用率。 以制浆蒸煮黑液和对一硝基苯酚为目标降解物，考察了不同金属离子掺杂对纳米 TiO<,2>光催化活性的影响。发现了掺杂Co<2+>和Ni<2+>-Co<2+>共掺杂的纳米TiO<,2>光催化剂比纯 TiO<,2>有更好的光催化性能，能有效提高对蒸煮黑液和对-硝基苯酚光催化降解；考察了光催化体系中光照时间、催化剂的用量、初始pH值、通氧方式等对降解制浆黑液的影响因素，探明了在反应条件为：催化剂用量为1.5g/L、初始pH=12、连续通氧条件下降解效果最佳，在紫外光照射下，反应8 h后，Co<2+>离子掺杂和Ni<2+>、Co<2+>离子共掺杂的 TiO<,2>能有效的促进对蒸煮黑液的光催化降解，提高蒸煮黑液的COD<,Cr>和色度的去除效果。以Co<2+>离子掺杂和Ni<2+>、Co<2+>离子共掺杂的纳米 TiO<,2>为催化剂，反应体系中COD<,Cr>去除率分别达到70﹪和60﹪，较纯 TiO<,2>分别提高了23.3﹪和13.3﹪，色度去除率为86.9﹪和88.7﹪，较纯 TiO<,2>分别提高了 6﹪和7.8﹪。 利用溶胶-凝胶法和旋转涂膜技术在普通钠钙硅玻璃片上制备改性 TiO<,2>薄膜，解决了TiO<,2>光催化剂的固定化问题。分析了Co<2+>掺杂浓度、薄膜厚度及焙烧处理温度对催化剂活性和催化效率的影响。实验证明：以10﹪ Co<2+>-TiO<,2>为催化剂，涂敷薄膜的层数为三层，在500℃焙烧6h后，其光催化活性最高，光催化降解对-硝基苯酚的效果最佳。