随着近年来纳米技术的发展，二氧化钛光催化剂因为其高活性、低成本、稳定性好、能降解难降解的有机物而引起人们极大的重视，使光催化的研究进入了一个新的阶段。
　　 本文利用二次微波辐射辅助水热合成法制备了锐钛矿相纳米晶体TiO2，与传统的制备方法相比，该方法避免了高温煅烧过程，在低温条件下制备出了高催化活性的纳米晶体TiO2。与商业同类产品（P25、舟山纳米）进行了比较，二次微波辐射辅助水热合成法所制备的TiO2粒径较小且均匀，比表面积大，且存在较多晶格缺陷。对甲基橙溶液和酸性络合黑溶液的光催化表征实验结果显示，该方法所制备的TiO2较P25和舟山纳米有更好的光催化活性。
　　 本文在制各TiO2粉体的基础上还进行了掺氮的研究，以氨水为沉淀剂和氮源，通过二次微波辐射制备出了掺氮型TiO2，表征结果显示：N以N-Ti-O的形式存在于TiO2中；经UV-Vis漫反射光谱分析显示，所制样品吸收边发生了明显红移，对400-500 nm的可见光有一定的吸收率。
　　 为解决TiO2粉体难回收和重复使用的问题，本文利用二次微波法，选择强酸性阳离子交换树脂颗粒为载体，制备出了负载型纳米TiO2，通过光催化表征实验显示，所制样品对甲基橙和酸性络合黑具有良好的降解效果，且经过多次重复性使用，负载牢固性和光催化活性均良好。
　　 本文采用微波/UV/自制TiO2/H2O2的方法，对高浓度焦化废水的降解进行了探索性实验，实验结果显示，该方法不适合高浓度焦化废水的前期处理。采用活性炭吸附与该方法联用，最终能将初始COD为2560 mg/L的焦化废水降解到出水COD256 mg/L。可见该方法作为焦化废水的深度处理有一定可行性。