在紫外光照射下，纳米TiO₂可催化降解水中难生物降解的有机污染物，但存在着光催化活性不高，光能利用率低等问题。为解决这些问题，本文采用溶胶凝胶法，探讨了TiO₂光催化剂的最佳制备工艺；研究了非金属离子掺杂和铁氮共掺杂等改性纳米TiO₂的方法；考察了过渡金属离子铁在光催化过程中的作用。以自制的TiO₂为光催化剂，以模拟苯酚废水为目标污染物，研究了主要操作条件--光照时间、TiO₂光催化剂投加量、溶液的初始pH和苯酚初始浓度的影响，得到了光催化体系中降解苯酚的最佳反应条件。研究表明：1当以钛酸丁酯为前驱体，以冰乙酸作为抑制剂，用无水乙醇作为溶剂制备TiO₂粉体，对光催化活性影响较大的因素为工艺参数。在钛酸丁酯为17 ml的情况下，其最佳条件为：冰乙酸10 ml，去离子水5 ml，无水乙醇90 ml，并在450℃下煅烧2 h。在此条件下制备的TiO₂具有良好的光催化性能。2分别制备了以有机N源尿素和无机N源碳酸铵掺杂的TiO₂光催化剂，分析表明N掺杂能抑制TiO₂的晶粒生长，同时无机N掺杂TiO₂粉末在紫外光和可见光下均能显著提高TiO₂的光催化活性，而有机N掺杂TiO₂粉末的光催化活性与未掺杂TiO₂的相比增强不明显。3用Fe和N合成了Fe、N共掺杂的纳米TiO₂。当两种离子以适当比例共掺杂时可对TiO₂的光催化活性产生协同作用，而且掺杂比例存在一个最佳值，即Fe和N的最佳掺杂比分别为0.005和0.02。4用Fe³⁺作为掺杂离子制备TiO₂光催化剂时，煅烧温度和掺杂浓度对铁掺杂样品的光催化活性影响较大；在采用不同光催化剂的光催化体系中加入相同浓度的水溶性Fe³⁺作为共存离子时，水溶性Fe³⁺对不同的光催化体系的作用各不相同。5当在光照时间为3h，TiO₂的投加量为1.25 g/L，溶液初始pH=3，苯酚初始浓度为40 mg/L和的条件下，纯TiO₂对苯酚的去除率达到最佳；在紫外光下为15%，在可见光下为3%。