随着近代化学工业的飞速发展,其环境影响逐渐凸显出来,水资源污染越来越严重。废水排放量增多、种类繁多、成分复杂等直接制约着我国国民经济的发展。在众多废水的处理方法中,光催化材料降解污水是一种新兴的水处理技术。本文通过溶胶-凝胶法,前驱物是钛酸丁酯,有机溶剂是无水乙醇,螯合剂是冰醋酸来制备二氧化钛(TiO2)光催化剂。制备了膨润土负载、硫掺杂空心微球、磁性纳米TiO2光催化剂,采用自制的光催化反应装置,以甲基橙模拟染料废水、大蒜素模拟大蒜废水为目标降解物,研究改性TiO2的光催化活性。并采用X射线衍射、紫外-可见光反射、扫描电镜、透射电镜、比表面积等表征手段研究了掺杂离子对TiO2粉体粒径、晶相组成等的影响,并分析掺杂改性光催化剂降解目标产物的机理。主要得到以下研究结果:(1)用溶胶-凝胶法制备的膨润土负载纳米TiO2光催化剂颗粒细小均匀,形状完整。经过450℃焙烧后,有机物大部分已经分解,光催化剂以锐钛矿型为主要晶型。探讨了不同因素的变化对光催化剂降解甲基橙模拟印染废水速率的影响,光催化降解废水的最佳实验条件是:pH值为2,膨润土负载量为8 g,光催化剂投加量为0.02 g,光催化降解效率达到96%。通过研究TiO2光催化剂降解甲基橙的动力学,发现光催化反应速率对甲基橙浓度的影响适用一级动力学模型。(2)制备得到硫掺杂空心微球纳米TiO2光催化剂,利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和十二烷基硫酸钠(SDS)相互配合,使光催化剂呈现均匀空心微球状。经过550℃焙烧后,表面活性剂已全部消失。通过S掺杂,减少禁带宽度,提高了可见光吸收。通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对光催化降解大蒜素模拟大蒜废水溶液进行了降解产物分析,发现其光催化效率达到62.9%。(3)制备得磁性纳米二氧化钛光催化剂,材料呈现锐钛矿型且磁性显著,光催化剂颗粒细小均匀,呈现球形核壳结构,硫也成功掺杂,减少了禁带宽系。经过450℃焙烧后,其它有机物等已全部消失。通过GC-MS对光催化降解模拟大蒜废水进行了降解产物分析,发现其光催化效率达到95.9%。