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近年来,全球工业化进程加快,随之带来的环境污染特别是水污染问题日益突出。在诸多水处理方法中,光催化高级氧化技术具有绿色节能、经济高效的优势。Ti O2材料廉价易得、耐光腐蚀、活性高,是最经典的一类半导体光催化剂,但存在的光能利用率低、量子效率低等问题制约了其工业应用。因此探索提高Ti O2材料光催化活性的改性方法是当前的研究热点。本文主要采用金属离子掺杂改性和构建半导体异质结两种方法制备了一系列Ti O2基光催化材料,探究了其在模拟太阳光下对有机污染物的光降解性能。（1）以钛酸四丁酯为钛前驱体,通过溶胶-凝胶法合成了摩尔分数为1%的金属离子掺杂M-Ti O2材料(M分别为Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Fe3+、Bi3+、Ce4+、Sn4+),采用XRD、DRS、PL等方法对催化剂进行表征,并将制备的M-Ti O2材料用于10 mg/L甲基橙和20 mg/L紫丁香醇的光降解。实验结果发现Sn-Ti O2材料的光催化活性最优,在全谱光下对甲基橙的降解效率是未掺杂Ti O2的2倍,对紫丁香醇降解的降解效率是未掺杂Ti O2的6.3倍,但其他金属离子掺杂Ti O2光催化活性无明显提高。通过催化剂结构和性能表征,说明金属离子掺杂Ti O2光催化活性不仅仅与禁带宽度和吸光度有关,还受到晶粒尺寸、比表面积、能带位置等多方面因素影响。Sn4+以替位掺杂形式进入Ti O2晶格内部,显著减小Ti O2晶粒和颗粒尺寸、增大了比表面积,并使Ti O2的价带位置下移,因此提高了光催化降解有机物的活性。（2）以粒径40 nm的商业锐钛矿型Ti O2为钛源,Bi（NO3）3?5H2O为铋源,通过温和的光处理法制备黑色[Bi6O6（OH）2]（NO3）4?2H2O/Ti O2复合光催化剂（记为B-BOHN/Ti O2）,通过液相法制备纯相[Bi6O6（OH）2]（NO3）4?2H2O样品（记为BOHN）,通过研磨法制备简单共混[Bi6O6（OH）2]（NO3）4?2H2O/Ti O2样品（记为BOHN/Ti O2）,对所制备的样品采用XRD、DRS、PL等方法进行了表征。将四种样品用于10 mg/L罗丹明B染料的光降解,实验结果发现B-BOHN/Ti O2样品性能最优,其降解效率是锐钛矿型Ti O2的6.9倍,是简单共混BOHN/Ti O2样品的1.9倍。这是因为B-BOHN/Ti O2材料中存在氧空位,促进了光生载流子的分离。进一步将其用于50 mg/L木质素碱性溶液的光降解,也展现出优异的光催化活性。最后通过自由基淬灭实验确定B-BOHN/Ti O2材料中起主要作用的自由基为超氧自由基,并提出了其可能的光催化机理。