纳米TiO₂由于其卓越的光催化性能在水处理中被广泛研究。但是,在实际应用中纳米TiO₂存在回收困难、易团聚、对废水矿化度低等问题。针对以上问题,本文采用金属有机化学气相沉积（MOCVD）制备了活性炭（AC）负载TiO₂光催化剂。为提高负载型TiO₂光催化剂的活性,采用共沉积/二次沉积MOCVD技术对其进行了改性。 采用MOCVD将TiO₂成功负载到AC表面,并对沉积过程进行了研究。HNO₃改性AC可以同时提高TiO₂的沉积速率和其在AC外表面的浓度。 将MOCVD与溶胶-凝胶法、分子吸附沉积不同固定化技术进行了比较。结果表明,由MOCVD制备的TiO₂比另外两种方法制得的TiO₂具有更高的光催化性能。比较了不同载体对负载型TiO₂催化性能的影响,结果表明TiO₂/AC>TiO₂/Al₂O₃>TiO₂/ACF。 制备高活性TiO₂/AC光催化剂的MOCVD最佳条件为:沉积温度（873K）、源温度（423K）、载气流速（400ml/min）,煅烧时间（2h）、负载量（12wt%）。得到的锐钛型TiO₂粒径在10到50nm之间。由MOCVD制备的TiO₂/AC光催化活性与商业化的TiO₂（P25）接近,但是,TiO₂/AC不仅回收方便且回用10次催化能力基本不变。与P25相比,TiO₂/AC可以更有效地矿化废水。 为了提高负载型TiO₂的光催化活性（提高光生电子-空穴对分离效率）采用二次沉积MOCVD制备了Ag-TiO₂/AC催化剂。Ag颗粒（1-5nm）负载在TiO₂薄膜表面。当Ag/Ti原子比率处于0.0198-0.0595时,Ag-TiO₂的光催化活性大大高于未改性TiO₂。采用共沉积技术制备了可利用可见光的Fe掺杂TiO₂薄膜。结果表明,Fe³⁺进入到了TiO₂晶格,而且均匀分散在Fe-TiO₂薄膜中。Fe掺杂TiO₂薄膜可以在可见光下快速降解甲基橙。 定量研究了光催化反应的表观速率常数与TiO₂外表面浓度、TiO₂粒径、光强及负载量的关系。制成了TiO₂/AC固定膜反应器,避免了催化剂回收的问题,考查了反应器动力学。基于FTIR和GC-MS的结果,对甲基橙光催化降解的机理进行了探讨。