随着印染纺织工业的迅速发展，印染废水已成为水环境重要污染源之一。多相光催化技术是近年来兴起的环境污染治理技术，能够较彻底地去除各种有机污染物和还原性的无机污染物，是一种极具前途的环境污染深度净化技术，在印染废水处理领域有较好的市场前景和社会效益。本文使用不同的方法对TiO₂光催化剂进行改性，包括复合其他半导体，掺杂金属离子，表面超强酸化，选择偏紫外的高压汞灯为光源，以偶氮类染料代表性物质甲基橙为目标污染物，研究了悬浮相改性TiO₂催化剂的催化降解性能，不同制备条件和不同改性方案对TiO₂催化剂活性的影响，以及在不同反应条件下改性TiO₂催化剂的催化降解活性，得到TiO₂催化剂在去除甲基橙偶氮类染料过程中最优催化反应条件组合。通过湿式机械混合法制备系列TiO₂／ZnO复合催化剂，并向其中掺杂不同金属离子。结果表明复合催化剂中TiO₂和ZnO的最佳配比为60％～80％；在分别掺杂含量为10⁴mol／g的Ag⁺，Zr⁴⁺，Sn⁴⁺离子后催化活性有明显提高；焙烧活化处理温度对掺杂不同金属离子催化剂活性有不同的影响。使用溶胶-凝胶法制备了TiO₂及掺杂金属离子的TiO₂光催化剂，探讨了制备条件和掺杂金属离子对TiO₂光催化剂活性的影响，得到催化剂制备的最佳工艺条件。结果表明：Zr⁴⁺离子掺杂的催化剂随着实验设定浓度范围内掺杂量的增大和焙烧温度的升高其催化活性不断提高；掺杂Ag⁺离子和Ru³⁺的催化剂随着实验设定浓度范围内的掺杂量增大，催化活性在逐渐下降，掺杂Ag⁺的催化剂在不同焙烧温度下活性几乎没有什么变化；掺杂Fe³⁺和Sn⁴⁺催化剂分别在掺杂量为1.5×10⁴mol，2.0×10⁴mol时活性最高，掺Fe³⁺的催化剂活性随着焙烧温度的升高不断提高；掺Sn⁴⁺，Ru³⁺催化剂以及无掺杂的催化剂在450℃下活性最高；Co²⁺的催化剂随着掺杂量的增大，活性变化不大，在实验设定浓度范围内随着焙烧温度的升高催化活性在不断减小。对用溶胶-凝胶法制备的各系列TiO₂光催化剂进行表面超强酸处理，发现在硫酸溶液浸渍浓度为1.0mol／L时，浸渍时间为24h时，改性效果最佳。掺杂Ag⁺和Ru³⁺的超强酸催化剂在450℃下焙烧活性最高，掺杂Zr⁴⁺，Sn⁴⁺，Fe³⁺离子的超强酸催化剂是在550℃下焙烧活性最高。分别选取各系列活性最优的催化剂进行优化反应条件的正交实验，发现催化剂的降解率与光照强度和光照反应时间是成正比的；在酸性或偏中性环境下催化降解活性比偏碱性环境要高；催化剂投加量在0.6—0.8g／（L反应液）最佳；其中掺杂Ru³⁺的催化剂，掺杂Sn⁴⁺超强酸催化剂和掺杂Ag⁺超强酸催化剂，在甲基橙溶液初始浓度较高的情况下降解率有所下降。