多相半导体光催化技术在水污染控制，尤其在处理废水中难降解有机污染物方面具有独特的优越性。 本文用溶胶-凝胶法制备了TiO₂及掺杂金属离子TiO₂光催化剂，用BET、TEM、XRD、XPS、固体紫外吸收光谱分析催化剂结构和性质，选择波长为254nm的紫外灯为光源，以偶氮染料甲基橙为目标污染物，研究了悬浮相TiO₂及掺杂金属离子TiO₂催化剂对水中污染物的去除效果，讨论了制备条件和金属离子掺杂对TiO₂催化活性的影响，从而得到催化剂制备的最佳工艺条件，同时对Cr-TiO₂光催化降解甲基橙的反应动力学进行了初步探讨。 通过考察不同制备条件（反应体系pH、水、溶剂、焙烧温度）对TiO₂催化活性的影响，结果表明：反应体系pH3.0、8.0mL蒸馏水、20.0mL乙醇和550℃焙烧条件下制备的TiO₂催化活性较好。样品晶粒半径11.0nm，锐钛矿含量22.7％、金红石含量77.3％，降解浓度10.0mg／L甲基橙10小时后，降解率可达到94.4％。 TiO₂掺杂不同金属离子后由锐钛矿（Anatase）到金红石（Rutile）的转变温度改变：掺杂Zn²⁺、Cr⁶⁺和Cu²⁺提高A→R转变温度，掺杂Ni²⁺降低A→R转变温度。掺杂金属离子TiO₂的催化活性顺序为Zn²⁺（2.0wt％）＞Cr⁶⁺（3.0wt％）＞Zr⁴⁺（3.0wt％）＞Ni²⁺（5.0wt％）＞Cu²⁺（1.0wt％）＞Fe³⁺（3.0wt％）＞Co²⁺（1.0wt％）。掺杂Zn²⁺提高了TiO₂降解甲基橙的光催化活性，根据TEM和XPS分析可能是因为Zn²⁺进入到TiO₂的晶格中，形成了浅势捕获。 掺杂Cr⁶⁺使TiO₂的吸光波长由387.5nm增加到705.0nm，使TiO₂吸光范围大大增加。通过考察了不同制备条件(Cr⁶⁺掺杂量、加酸量、焙烧温度)对Cr-TiO₂催化活性的影响，结果表明：3.4wt％Cr⁶⁺、0.48mL硝酸和500℃焙烧条件下制备的Cr-TiO₂催化活性较好。样品为纳米级球形颗粒，根据TEM和XPS分析Cr⁶⁺可能进入到TiO₂的晶格中，降解浓度10.0mg／L甲基橙10小时后，降解率可达到83.4％。 通过考察Cr-TiO₂降解10.0mg／L的甲基橙、甲基红和次甲基兰，发现它对甲基橙的降解效果最好。同时考察了光源、反应物浓度和催化剂用量对Cr-TiO₂降解甲基橙的影响：不同光源降解效果为紫外光＞太阳光＞暗室；甲基橙的初始浓度在2.0mg／L到20.0mg／L这个范围变化时，浓度越高，相同时间的降解率越