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现如今最常见的半导体光催化材料有很多，二氧化钛（TiO2）由于光催化活性高、不产生二次污染、成本低等优势，成为一种降解有机污染物的环境友好型材料。但TiO2的光量子效率较低和光响应范围较窄等缺点阻碍了它的发展。为进一步提高TiO2光催化活性，本研究采用天然铁电气石原位固定纳米TiO2，并利用电气石自身产生的极化电场，增强TiO2的光催化活性。使用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对所制备复合光催化材料进行了表征。以甲基橙染料为目标污染物分析了煅烧温度、电气石用量和煅烧时间等制备条件对TiO2/电气石光催化性能的影响。通过响应曲面法（RSM）优化了TiO2/电气石光催化降解甲基橙染料废水的工艺条件，并对光催化过程的动力学和热力学进行了深入的研究。研究结果表明：TiO2/电气石具有最佳光催化性能的制备条件为：煅烧温度550oC、电气石含量3%、煅烧时间2.5h，此条件制备的复合光催化材料可使甲基橙的脱色率达到91.2%。光催化性能对比研究发现电气石能够明显地加强二氧化钛的光催化活性。在一定条件下，甲基橙溶液的COD去除率可以达到100%，说明甲基橙染料分子在TiO2/电气石光催化作用下完全降解矿化为H2O和CO2，表现出了优异的光催化性能。单因素实验研究发现：甲基橙初始浓度的降低和反应时间的增长，甲基橙脱色率逐渐提高。然而催化剂用量和溶液pH值的提高，对甲基橙的脱色率存在最优值。在此基础上，采用基于中心组合设计（CCD）的RSM法优化了甲基橙染料脱色的工艺条件，创建了二次多项式预测模型，进行了方差分析，构建了两两因素交互影响的3D响应曲面和2D等高曲线图，得出了甲基橙脱色的最优工艺条件：甲基橙浓度3×10-3mM、反应时间43min、催化剂用量为2.7g/L、pH6.6，在此条件下甲基橙脱色率的理论预测值为98.6%、实验值为94.3%，二者标准偏差小于5%，证明预测模型准确可靠。动力学研究表明：不同实验条件下，TiO2/电气石光催化脱色甲基橙染料均属于一级反应动力学过程。研究了甲基橙初始浓度（C0）、催化剂用量（S）、溶液pH值以及反应温度（K）等实验条件对反应速率常数（k）的影响，分别构建了k与C0、S、pH和K的数学关系式：k=C0-0.6327、k=exp（1.0521S-0.177S2-4.9763）、 k=exp（0.7876pH-0.0559pH2-6.2034）和k=0.0996K-26.102。此外，lnk与1/T具有线性关系，属阿累尼乌兹类型，得到该过程的反应活化能Ea为14.01kJ·mol-1。同时，计算了相关的热力学参数（△H、△S、△G）。