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挥发性有机污染物(VOCs)是目前社会普遍关注的焦点。PM2.5、光化学烟雾等许多环境污染问题与它都有直接或间接的联系。因此应采取有效的措施对其进行处理,以减少对环境的危害。因VOCs种类庞大无法对其进行全面的考察,故选取VOCs的标志性物质甲苯作为本课题研究对象。TiO2反应条件温和,催化活性较高且无毒。故本课题选取TiO2基催化剂降解甲苯。但因该催化剂易中毒失活,极大限制了在工业上的应用,故对其失活进行研究,并对其改性使其早日应用到工业中。确立在4 mm厚的夹层反应器中,使用刮涂法来固载催化剂的甲苯光催化降解体系。筛选出对甲苯具有较高降解活性的F-TiO2,在60 min的光照时间内最高降解率为91.2%。F-TiO2的光催化活性会随着浓度和流量的增加而降低。相对湿度(RH)对F-TiO2的光催化活性先促进后抑制。当RH为60%时,薄膜的光催化活性较好。氧气的存在能够促进甲苯的光催化降解效率。F-TiO2薄膜的光催化活性随着涂膜厚度的增加而降低。为探究失活原因,对失活前后催化剂进行XRD、UV-Vis、SEM、低温氮吸附脱附、TG-DSC以及XPS表征。发现失活前后晶型及晶粒尺寸没有明显变化。失活催化剂在可见光区域吸收强度明显变强,TiO2颗粒出现了明显的团聚现象。比表面积、孔容也较新鲜催化剂有了明显的下降。失活催化剂在250℃~400℃的温度区间内重量损失严重,表明其表面积聚低温型芳烃碳。F-TiO2晶格中TiO2-x Fx的F流失导致Ti3+转化为Ti4+,催化剂氧空位减少导致其活性降低。F-TiO2催化剂表面集聚的有机中间产物主要为乙酸丁酯。针对催化剂失活机理,选定超声和高温煅烧两种再生方法。超声再生对催化剂的比表面积恢复能力较强。但对催化剂的积碳改善情况不是很明显。超声为60 min时光催化活性得到了较大的恢复,最高为64.4%。高温煅烧会使催化剂表面的积碳氧化故而恢复了其光催化活性。但当温度高于一定值,会使催化剂团聚反而降低了光催化活性。煅烧温度为450℃时催化剂活性恢复情况最好,为80.6%。为提高F-TiO2催化剂光催化稳定性,制备出了TiO2@F-TiO2催化剂,其催化剂的光催化稳定性得到一定程度的提高。在光照时间为240 min时TiO2@F-TiO2对甲苯的光催化降解率高出原催化剂18%。