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二氧化钛（TiO2）具有优异的紫外线吸收、光催化杀菌、分解有机污染物等性能,可用于纳米涂料,空气净化器、自清洁玻璃、陶瓷等。纳米二氧化钛在抗菌防霉、排气净化、脱臭、水处理、防污、耐候抗老化、汽车面漆等领域有着广泛的应用前景。因此,构筑高效的TiO2光催化反应体系的研究已经成为被关注的热点。本研究致力于设计、制造具有高效、便携、可再生重复用的有机气体污染物降解用光催化反应器。本论文的主要研究工作以及取得的主要成果如下:1.探索兼具高吸附和高光催化活性的新型复合材料的配方和制备工艺。首先采用P25 TiO2溶胶化学交联修饰二氧化硅凝胶工艺,得到了TiO2-SiO2纳米复合材料。其中具有光催化活性的TiO2的负载率达到了3.1-3.5%,并将之用于有机色素液体的光催化分解模拟试验研究,建立光催化反应表征体系。之后,为了增强TiO2负载率以及其余介孔硅的接触面积,采用了液态高分散TiO2光催化剂,试剂级层析硅胶（介孔硅）作为吸附基体,羧甲基纤维素（CMC）充当前两者的粘接剂,经过复合工艺制得高负载TiO2-SiO2复合材料。通过测量该材料的比表面积和孔隙度,可知介孔硅吸附性的性能损失不超过8%。2.为建立高效的光催化反应器,特别设计、制备了半泄露塑料光纤。表征了半泄露光纤的泄光特性:直径0.5mm,长30cm的光纤可以实现导入光纤内光能量的70%以上的泄露。半泄露光纤加上作为光源的紫外LED,浓度检测装置,反应容器等附件组装而成完整的光催化反应器。后期的高浓度高气流量污染物降解试验中,反应器的光源系统换用了总功率更高的紫外LED阵列。3.对该体系进行光催化降解甲基橙溶液的验证试验表明,降解过程是吸附和光催化联动的过程;利用对照组和控制变量试验,证实了我们特制的半泄露聚合物光纤设计的有效性。4.进行光催化降解甲醛气体的验证试验。低浓度（0.7 mg/m3）小气量（2L/min）降解试验中,前期20h的吸附饱和阶段吸附至少3mg的甲醛气体;当过滤器吸附饱和,LED光功率为540mW时,实时光催化分解甲醛的速率达72μg/h,输出的甲醛浓度降至0.09mg/m3,低于国家卫生标准中的室内甲醛浓度的安全阈值。高气流量试验（18L/min）中,降解过程中也得到了实时分解效率为0.5mg/m3的结果。在高浓度（10mg/m3附近）高气流量试验中,定义累积去除率,表征从实验开始到某时刻,吸附和光催化的累积去除效果。通过分析实验过程中的累积去除率,对比了不同光触媒制备的光催化剂片的降解能力,并确定了高浓度光触媒有效成分对甲醛气体降解效率上的改进,以及光催化剂片在重复使用时,性能下降的具体情况。在取得了阶段性的成果后,为实现实用化,还需要继续对反应器尺寸、光源配置、泄露光纤传光系统布局,TiO2-SiO2复合材料用量,进行调整,才可能达到在便携式空气净化器、长效防毒面具、车载化学武器防护系统等领域获得应用。