随着工业的发展，人类本已有限的水资源受到日益严重的污染，水体的污染直接威胁着人们的身体健康，同时也严重地制约着经济的发展。因此，清除水体中的有毒有害物质，治理水体污染已成为环保领域的一项重要工作。近年来，逐渐发展起来的光催化氧化法治理水中的各种污染物，因其具有能耗低、操作简便、可减少二次污染等优点，引起了研究者的广泛关注，被认为是实现人类可持续发展的环境友好的水处理技术。 本论文主要研究了制备光催化剂二氧化钛粉体的最佳制备工艺条件；研究了具有工业应用背景的苯酚水溶液的光催化降解过程；同时进行了金属离子掺杂改进二氧化钛光催化剂活性的研究工作。 通过调研和比较，选用溶胶-凝胶法以钛酸丁酯为主要原料，无水乙醇作为溶剂，冰醋酸作为抑制剂，来制备二氧化钛颗粒光催化剂。利用正交实验方法研究了各反应物用量对凝较时间和光催化性能的影响，同时研究了不同焙烧温度和焙烧时间对催化活性的影响，获得了二氧化钛光催化剂的实验室最佳制备工艺条件。并利用X射线衍射法对所制得的二氧化钛粉体进行表征测试，研究了粉体在煅烧过程中的相变过程。 为了进一步提高二氧化钛光催化剂的活性，在深入分析二氧化钛光催化机理的基础上，作者采用了金属离子掺杂的方法对二氧化钛催化剂进行改性研究。选取了Fe³⁺、V⁵⁺、Pb²⁺、Cr³⁺、Zn²⁺等十二种过渡金属离子作为掺杂剂，对采用溶胶-凝较法制备的二氧化钛光催化剂进行改性处理，并对所制备的改性后的光催化剂进行了X射线衍射分析，重点考察了各金属离子掺杂对二氧化钛光催化剂的催化活性的影响，及金属离子掺杂对二氧化钛粉体的晶型结构、晶型尺寸的影响，从而进一步探讨了金属离子掺杂对二氧化钛粉体催化活性影响的机理。并且，从这十二种金属离子中选取了代表性的Ag⁺、Mo⁵⁺、Fe³⁺三种离子，考察了不同掺杂量对光催化活性的影响，从而得到各金属离子最佳的掺杂浓度。