环境大气中日益增加的挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds，VOCs)不仅给环境带来了严重的污染，同时也给人类安全造成了巨大的威胁。光催化氧化技术已经被证明可以有效地降解和矿化各种类型的VOCs。而在光催化氧化过程中，光催化剂扮演了非常重要的角色。因此，关于它的制备方法、形貌控制和光催化活性研究已经成为近年来的研究热点。本论文采用水热法、溶剂热法和溶胶-凝胶法分别制备出了二氧化钛(TiO2)空心球多聚体光催化剂、具有{001}面TiO2亚微米单晶光催化剂、多壁碳纳米管(MWCNTs)-锐钛矿TiO2复合光催化剂和TiO2柱撑蒙脱石负载介孔硅胶光催化剂四种基于TiO2的新型光催化剂。采用X射线衍射仪、紫外可见分光光度计、N2吸附-脱附仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等现代表征仪器对所制备光催化剂的理化性质进行了详细地表征，并选取了苯乙烯、甲苯、乙酸乙酯和乙硫醇四种典型VOCs为研究的模型化合物，系统考察了所制备光催化剂的吸附性能和光催化活性。在此基础上，探讨了光催化剂的理化性质与其吸附性能和光催化活性之间的关系。本论文的主要内容包括以下七章：　　第一章，主要总结了与本论文相关研究的发展现状，并在此基础上，提出了本论文研究的必要性。　　第二章，以钛片为钛源和NH4F为结构调控剂，采用低温水热法制备出了锐钛矿TiO2空心球多聚体光催化剂，在流过式光催化反应系统中对典型VOCs苯乙烯进行了光催化降解实验。表征结果表明：将0.80gNH4F和钛片(长×宽=1.5cm×1.5cm)加入到40mL去离子水中，在120℃下水热反应22h时，此时可以制备出TiO2空心球多聚体光催化剂。在此基础上，推导出了TiO2空心球多聚体可能的形成机理：首先钛片被HF(NH4F水解生成)腐蚀，在其表面形成TiO2小颗粒。接着小颗粒自组装聚合在一起形成独立的小球，同时由于球与球之间存在着Ti-OH基团，独立的小球相互粘在一起形成TiO2小球多聚体，随后多聚体从钛片上进入到溶液中，并在氟离子的作用下进一步反应，形成TiO2空心球多聚体。VOCs降解实验结果表明：TiO2空心球多聚体光催化剂展现出了非常良好的光催化活性，其对气相苯乙烯的降解率要高于商业产品TiO2(DegussaP25)和其他TiO2小球多聚体光催化剂。这是由于它具有相对较大的比表面积、结晶度、间接带隙能和孔径及其特殊的空心多聚体结构所致。　　第三章，以钛酸丁酯为钛源，NH4F为氟源，无水醋酸为结构导向剂，采用一步溶剂热法制备出了具有{001}面的TiO2业微米单晶光催化剂，并以气相苯乙烯为模型化合物，在流过式光催化反应器中考察了该光催化剂的性能。表征结果表明：将2.5mL钛酸丁酯和0.15gNH4F加入到50mL无水醋酸中，在210℃下反应24h后，所得到的光催化剂为方形板状的具有{001}面锐钛矿TiO2亚微米单晶。在此基础上，提出了具有{001}面TiO2亚微米单晶可能的形成机理：首先钛酸丁酯与无水醋酸反应，生成纤维束状TiO2前躯体，继续反应纤维束消失，并在氟离子的作用下，生成梭状和方形板状的锐钛矿TiO2单晶颗粒。同时由于氟离子的过度腐蚀，产生了一些尺寸很小的无规则形貌的小颗粒。随着反应时间的进一步延长，由于Ostwald熟化过程以及在醋酸和氟离子的进一步共同作用下，形成的光催化剂基本上都是方形板状的具有{001}面TiO2亚微米单晶颗粒。苯乙烯降解实验结果表明：将2.5mL钛酸丁酯和0.50gNH4F加入到50mL无水醋酸中，在210℃下反应24h后，所得到的光催化剂活性最好，在相同条件下其对苯乙烯的降解率要高于P25和其他条件下所制备的光催化剂。　　第四章，以TiF4为钛源和MWCNTs为结构调控剂，采用一步水热法制备出了MWCNTs-锐钛矿TiO2亚微米球复合光催化剂，以气相苯乙烯为模型反应物，考察了不同制备参数对其光催化性能的影响。表征结果表明：通过改变不同制备参数，可以得到具有不同暴露面(从{001}面到{101}面)、不同晶粒组成(从单晶到多晶)和不同直径大小(从200到600nm)的TiO2亚微米球。吸附和降解结果表明：MWCNTs的加入有利于提高复合光催化剂的吸附性能；在光催化降解过程中，由于产生了不同程度的协同效应，使得苯乙烯降解率有不同程度的提高。结合表征和降解实验结果得出如下结论：复合光催化剂中TiO2颗粒的晶粒尺寸越小，暴露面为{101}面或者多晶的TiO2颗粒更有利于提高协同效应，进而可以提高光催化降解VOCs的效率。　　第五章，在前期研究的基础上，采用响应曲面法的中心复合实验设计来优化MWCNTs-TiO2复合光催化剂的制备参数。选取MWCNTs的含量，TiF4的加入量，水热温度和水热时间为复合光催化剂制备体系的主要考察因子，根据多变量分析方法，确定四因素五水平实验，制备出了28种不同配方的复合光催化剂。选择气相苯乙烯的降解率作为响应值。研究结果表明：通过分析预测值与实验值的相关性、残差以及方差，证实了所建立的苯乙烯降解模型可以用来很好地拟合实验数据。另外，在理论和实验结果的基础上，得出了MWCNTs-TiO2复合光催化剂最佳的合成条件：在40mL去离子水中，分别加入0.01gMWCNTs和0.14gTiF4，在水热温度为120℃下反应87.2h，此条件下制备的复合光催化剂对苯乙烯的理论降解率最高，可达74.4％。以上结果表明：本研究工作中所使用到的实验设计和理论预测相结合的方法对于设计和开发用于环境整治和太阳能转换的高性能催化剂，具有十分重要的意义。　　第六章，以钛酸丁酯为钛源和正硅酸乙酯为硅源，采用溶胶.凝胶法制备出了SiO2-TiO2共柱撑蒙脱石光催化剂，以疏水性有机物2，4，6-三氯苯酚(TCP)为模型化合物，在液相开展了吸附和光催化降解实验。实验结果表明：光催化剂中SiO2的含量越高，其对TCP的吸附量越大；光催化剂中。TiO2的含量越高，所制备的柱撑蒙脱石对TCP的光催化降解率最高。在此基础上，通过将TiO2柱撑蒙脱石负载在介孔硅胶上制备出了TiO2柱撑蒙脱石负载介孔硅胶光催化剂，并以气相甲苯、乙酸乙酯和乙硫醇为VOCs的典型代表，系统探讨了该负载型光催化剂的吸附和光催化性能。吸附实验结果表明：三种VOCs的极性大小及其在该光催化剂上的吸附量大小顺序一致，均为甲苯<乙酸乙酯<乙硫醇。这说明VOCs极性越大，其在光催化剂上的吸附量也越大。在极性差别越大的多组分VOCs的吸附中，由于竞争吸附的存在，极性较小的VOCs的吸附量与其在单一组分时的吸附量相比差别会越大。降解实验结果表明：所制备的光催化剂在120min.内对于不同组分的三种VOCs的降解率均在95％以上。但是由于竞争吸附和竞争降解的存在，与单组分降解相比，多组分VOCs降解时的降解率和速率常数均有所降低，且大小顺序与吸附量的顺序一致。结合吸附和降解实验结果，可以得出结论：对于不同VOCs的不同组分，VOCs在光催化剂上吸附越多，其光催化降解速率常数就越大。　　第七章，对全文的研究成果进行了总结，并指明了本研究的重要性和创新性，最后对今后的研究进行了展望。