二氧化钛（TiO₂）作为一种优良的半导体光催化剂,具有良好的使用前景。尤其是TiO₂具有能够将有机物降解为无毒的二氧化碳和水的特点,令其成为了广大学者研究的热门课题。传统的处理方式是直接将这种催化剂投入到待处理的液体中,在紫外光照射下,处理水中的有机物。但是这种方法不仅会产生催化剂难以回收的问题,而且这些催化剂分散在水中,会造成二次污染。本文利用海藻酸钠遇到钙离子交联钙化形成海藻酸钙凝胶的性质,将光催化剂TiO₂负载到这种凝胶上,形成催化剂凝胶,通过对催化剂进行负载造粒可以有效地回收催化剂。在负载过程中添加纤维素、木质素、木糖渣等生物质,发现对催化剂的吸附降解效果有所提高。又以废水为光催化模型,研究了球形催化剂对废水的处理效果;最后使用自制的反应器,将制得的球形催化剂投入使用,测试这种催化剂的处理效果。首先,在球形催化剂的制备过程中,改变不同物质的配比、浸泡时间以及搅拌等因素,以亚甲基蓝染料溶液为目标物,得到制作最佳处理效果的催化剂凝胶的物质配比为:海藻酸钠2.00 g/100m L、TiO₂0.25 g/100m L、氯化钙溶液浓度为1.00 g/100m L。加入纤维素、木质素、木糖渣等不同的生物质添加物,研究不同添加物对溶液中亚甲基蓝染料去除效果的变化,最终确定以微晶纤维素是最合适的添加物,添加的量为4.00 g/100m L。对制得的催化剂凝胶进行连续5次的重复性试验,第一次试验后,这种球形催化剂对溶液中亚甲基蓝染料的去除效果达到88.7%,第五次试验后,这种球形催化剂对亚甲基蓝的去除效果仍达到68.7%。其次,将这种纤维素基球形催化剂应用于实验室水热处理后的废水和制药厂的高化学需氧量（COD）废水中,添加紫外光照进行处理,对处理前后的效果进行对比。结果表明,两种废水在纯吸附、纯光照、吸附和光照共同处理三种方式下,吸附和光照共同处理的效果为最佳,水热处理废水COD从7530 mg/L下降到5404 mg/L,色度值从2018下降到1319,制药厂废水在稀释20倍之后,COD从1506 mg/L下降到1146 mg/L,色度值从80下降到29。最后,将这种纤维素基球形催化剂应用到自制的反应器中进行放大试验,并在反应器中心设有紫外灯管作为光源,进一步探究了在反应器中改变进气量对染料溶液处理效果的影响。结果表明,这种球形催化剂在固定床反应器中对不同浓度（10、20、30 mg/L）的亚甲基蓝染料溶液仍具有良好的去除效果,与小试试验不同的是,在反应器中处理后,球形催化剂可以恢复到原有的白色。在反应器中增加气量,可以有效加快球形催化剂对溶液中染料的处理速度,但是当增加的气量过大时,会加快球形催化剂的分解,最终导致溶液中含有较多的粉末使溶液变得浑浊。