挥发性有机物（VOCs）是诸多低沸点、易挥发的碳氢化合物的总称,其污染物来源广、组分复杂、危害大、难降解,给人类生存环境与生态环境带来巨大危害。光催化氧化法以光为能源,兼具低能耗、矿化彻底、条件温和等优势。但光催化剂对光能的利用不足、光生载流子寿命短的问题严重影响光催化效率;同时,粒径小且分布窄、光能利用率高的纳米TiO₂光催化剂难以制备导致较高的成本。因此研发一种便于连续制备优质、高光催化效率的纳米TiO₂的新方法很有必要。研究表明,通过均匀掺杂可以使TiO₂的吸收光范围拓宽、并延长载流子寿命,从而提升光催化效率。化学沉淀法在制备纳米TiO₂上具有工艺简单、原料廉价等优势,但该方法通常利用传统搅拌式反应釜,由于其微观混合受限,制备的催化剂粒径大且分布宽、质量不均一。基于此,结合撞击流旋转填料床（IS-RPB）在强化液-液微观混合方面独特的优势,本文提出采用超重力技术强化化学沉淀过程制备纳米TiO₂,并利用其均匀的微观混合特性实现均匀掺杂,最后通过光降解挥发性有机物研究催化剂性能。主要研究内容包括以下三部分:（1）利用超重力技术强化化学沉淀过程中的微观混合,以TiOSO₄为钛源,氨水为沉淀剂,IS-RPB为反应器,成功制备出纳米TiO₂。TiOSO₄浓度为0.2 mol/L,沉淀剂为0.5 mol/L、液体流量60L/h、填料床转速为800 rpm时,制备出的TiO₂粒径为13 nm,且分布较均匀,分散性较好。煅烧温度会影响TiO₂的晶型及粒径,温度越高,粒径越大,在500℃时具有完整的100%锐钛矿晶型。（2）基于IS-RPB强化微观混合特性,以TiOSO₄为钛源,氨水为沉淀剂,FeCl₃·6H₂O为Fe³⁺源,IS-RPB为反应器,成功制备出Fe³⁺掺杂纳米TiO₂（Fe-TiO₂）。研究表明,铁的掺入不会影响TiO₂的晶型结构,掺杂前后均有大量羟基存在,铁以三价形式存在且均匀分布于晶粒中,Fe/Ti比为5%的催化剂粒径约为11.3±1.9 nm;可能部分铁掺入晶格取代了部分Ti⁴⁺,导致掺杂后催化剂的光响应范围向可见光扩展;掺杂产生了禁带宽度较低的杂质能级使得催化剂带隙能降低;IS-RPB中制备的Fe-TiO₂为介孔结构,其孔径分布窄,比表面积均大于商业P25。（3）分别以紫外灯和氙灯为光源模拟紫外光和可见光,采用甲苯模拟挥发性有机物进行光催化性能研究,考察了不同催化剂、甲苯初始浓度、催化剂用量等因素的影响。结果表明,紫外光下,Fe-TiO₂性能优于商业P25以及未掺杂TiO₂,Fe/Ti比为1.0%的效果最佳,4 h降解率为95.7%;可见光下,商业P25及未掺杂TiO₂无光催化活性,掺杂后由于光响应范围的拓展,展现出可见光下的光催化活性。PL光谱证明掺杂抑制了催化剂光生电子-空穴的复合,导致光量子效率的提升,从而增强了光催化性能。