随着染料纺织工业的迅速发展，染料的品种和数量日益增加，印染废水已成为水系环境的重点污染源之一。亚甲基蓝作为印染废水中典型的有机污染物之一，是印染污水治理的重要对象。本论文针对这一严重的现实污染问题，选用最具有开发前途的环保型光催化材料纳米TiO₂作为降解亚甲基蓝的光催化剂，进行光催化降解研究，为处理实际的印染废水提供一种高效且经济可行的方法。通过样品的制备研究，选用溶胶-凝胶法制备掺Fe³⁺、Zn²⁺、V⁵⁺、Cr³⁺、Ce⁴⁺、Si⁴⁺的纳米TiO₂光催化剂，采用XRD、SEM、TG-DSC等现代测试分析仪器、方法和手段，对合成制备样品的组成、结构与光催化性能之间的关系进行了研究。XRD谱图分析表明，焙烧温度对合成制备样品的物相组成具有决定作用。从400℃-700℃分别焙烧2h的样品中，400℃焙烧得到的样品为纯锐钛型纳米TiO₂，XRD谱图中只有锐钛矿的衍射峰出现；450℃的样品出现了金红石的衍射峰，说明已有部分锐钛型纳米TiO₂开始转变为了金红石型的纳米TiO₂；700℃的样品则基本全为金红石的衍射峰，说明此时锐钛型纳米TiO₂已完全转变为了金红石型的纳米TiO₂。Fe³⁺的掺入对锐钛型TiO₂向金红石型的转变有促进作用，且Fe³⁺的适量掺杂有抑制样品晶粒粒径长大的作用。V⁵⁺的掺杂对锐钛型TiO₂向金红石型的转变具有一定的抑制作用。SEM照片显示，经掺杂处理的纳米TiO₂颗粒团聚程度减少。掺杂1％Fe³⁺后，样品粒子大多呈球状，样品分散性较好。随着Fe³⁺掺杂量的增加，颗粒团聚加剧严重；而随着V⁵⁺掺杂量的增加，纳米TiO₂颗粒分散更均匀。掺V⁵⁺的激光粒度分布图表明，掺V⁵⁺由1％增至5％，粉体的粒度分布范围变窄，当n（V）：n（Ti）=0．05时，粒径分布范围最小，样品颗粒粒径分布集中在0．55-0．62μm。制备工艺参数对样品光催化降解亚甲基蓝的活性具有很大影响。焙烧温度分别为400℃、450℃、500℃、600℃和700℃，掺杂组分不同，获得高活性的焙烧温度不同：纯TiO₂和掺Fe³⁺TiO₂在450℃焙烧2h样品的活性较其它温度的高；而掺Zn²⁺、V⁵⁺、Cr³⁺、Ce⁴⁺、Si⁴⁺的样品则分别在500℃、500℃、500℃、600℃、700℃焙烧的光催化活性相对最佳。不同离子掺杂的样品，掺杂量同样影响其光催化性能，Fe³⁺、Ce⁴⁺、Zn²⁺、V⁵⁺、Cr³⁺掺入量为0．5％时对亚甲基蓝的降解效果相对最好，而Si⁴⁺的掺入量为5％时对亚甲基蓝的降解效果相对最好。焙烧温度的升高可使TiO₂紫外吸收光谱产生红移，但TiO₂光催化降解亚甲基蓝的效率并不是都提高了，光谱红移有利于提高样品光谱响应范围，但光催化活性影响因素是复杂的，光催化活性还受样品晶体结构，颗粒大小，比表面积大小等因素的影响。催化剂的加入量过高或过低都不利于光催化活性的提高，在我们的试验条件下浓度为1g／L的催化剂的光催化效果相对较好。被降解有机物浓度过高时，反应过程中的产物会吸附在催化剂表面上，导致催化剂活性降低。在本论文实验条件下，亚甲基蓝的初始浓度为5mg／L降解速率较快。