纳米光催化空气净化技术是目前国内外研究的一个热点，它是以纳米TiO₂为催化剂，在室温条件下可将空气中的有机污染物和部分无机物予以光解消除。与传统的空气净化技术相比，纳米光催化空气净化技术具有处理效率高、能耗低、操作简单、无二次污染等优点，因而在空气净化领域表现出广阔的应用前景。本论文以消除室内典型污染物甲醛为研究目标，研究内容包括催化剂的制备、光催化剂的性能测试、光催化反应器的设计、委托加工制作及该光催化反应器降解甲醛效率的性能测试，同时对影响光催化反应器效率的因素进行了考察分析。采用溶胶-凝胶法制备了三元复合催化剂Co²⁺-SiO₂-TiO₂，考察了溶胶的pH值、镀膜层数、干燥方式、煅烧温度、Co²⁺的掺杂量等因素对Co²⁺-SiO₂-TiO₂光催化性能的影响，并对催化剂的表面形貌和晶型进行了SEM、XRD分析。结果表明，以微波干燥的Co²⁺-SiO₂-TiO₂催化剂颗粒比以烘箱干燥的Co²⁺-SiO₂-TiO₂催化剂颗粒细小、均匀，且前者对甲醛的光催化效果比后者好。在催化剂的制备过程中，以钛酸四丁酯：正硅酸已酯：硝酸钴=1：0.05：0.01的摩尔比配备溶胶-凝胶，在玻璃纤维上镀膜4～5层，用微波干燥，然后在500～550℃下煅烧1h，获得的锐钛矿Co²⁺-SiO₂-TiO₂催化剂具有良好的催化性能，对初始浓度为2.2mg／m³的甲醛的去除效率为88％，比SiO₂-TiO₂的催化效率提高了约10％。在上述研究基础上，对光催化反应器内部结构进行了优化设计，提出了一种催化剂层为齿轮状的结构，并和内部结构为层片状和圆筒状的空气净化器进行了性能比较，结果表明，当负载有Co²⁺-SiO₂-TiO₂的玻璃纤维呈齿轮状围绕在紫外灯的周围时，催化剂Co²⁺-SiO₂-TiO₂能很好地接受到紫外光的照射同时也能充分地和污染物质相接触，具有较好的净化室内空气的效果。考察了湿度对净化效率的影响，同时也考察了净化器连续运行的稳定性情况。此外，对净化器进行了经济性评价，自行研制生产的空气净化器其成本比市场上同类产品售价便宜30％左右，具有较强的市场竞争力。