为了研究TiO₂光催化降解聚丙烯酰胺（HPAM）的可行性,采用溶胶-凝胶法制备了锐钛矿型纳米TiO₂,研究了合成催化剂反应条件对光催化降解含油废水中HPAM的影响。结果表明,最佳反应条件分别为:煅烧温度在500℃时,光催化活性达到最高;最佳老化时间为1天左右;当钛酸丁酯与醇的比例为1:8时,钛酸丁酯与水的比例为10:4,制备出的TiO₂催化活性最大。掺杂有利于TiO₂光催化活性的提高。首先,以P123为模板剂,采用溶胶-凝胶的溶剂热合成方法制备了H₃PW₁₂O₄₀掺杂的介孔结构TiO₂。利用紫外漫反射光谱、红外光谱、X射线粉末衍射、拉曼光谱和电感耦合等离子原子发射光谱等手段对上述新材料进行结构表征。结果表明,被制备的复合物具有锐钛矿与板钛矿复合的晶型结构、大的BET比表面积和统一孔尺寸分布的介孔结构。H₃PW₁₂O₄₀以完整的Keggin结构固定在TiO₂的晶格间隙,并且和TiO₂表面发生化学的相互作用。复合物对降解MO,RB,MB和CV显示出较高的紫外光催化活性,对CV显示出可见光催化活性。通过ES-MS检测CV降解的中间产物及最终产物,从而推出CV紫外光催化降解的机理。然后,利用一步溶胶-凝胶的溶剂热合成方法制备稀土掺杂的TiO₂纳米粒子(RE³⁺/TiO₂,RE³⁺ = Eu³⁺,Pr³⁺,Nd³⁺,Gd³⁺和Y³⁺)。结果表明,所制备的样品均为锐钛矿型纳米晶,粒子尺寸在9 nm左右,稀土以氧化物的形式存在于TiO₂的晶格间隙。在紫外光条件下降解HPAM,比较不同稀土掺杂对催化活性的影响,Eu³⁺ (Gd³⁺,Pr³⁺)/TiO₂展示了良好的催化活性,最佳掺杂量为2.4%（w）,矿化率最大可达67%。通过液质联机测定HAPM降解的中间产物,推断出HAPM的紫外光催化降解机理。研究了在紫外光作用下催化条件对光催化降解HPAM的影响,如:光催化时间、催化剂的浓度、HAPM的初始浓度、反应的pH值及Na₂CO₃,NaHCO₃和NaCl浓度对催化的影响。实验结果表明,除NaCl的存在对催化活性影响较小外,其它条件对HPAM的催化降解均有显著的影响。增加催化时间、最佳的催化剂浓度、pH≈6和较低的初始浓度有利于催化反应的进行。