室内挥发性有机化合物（volatile organic compounds,简称VOCs）污染问题越来越引起人们的重视,其中光催化技术因其绿色环保并且适用于持续释放的低浓度VOCs治理,成为最具前景的控制技术。TiO2是最常用的光催化剂,但是因为以下缺点制约其大规模应用:一是能带结构限制了它的吸光范围使其难以适应室内可见光吸收;二是光生电子空穴复合速率快;三是稳定性差,有毒中间产物易累积在其表面,进而导致催化剂失活。为了解决上述缺点,本文分别利用价格低廉的Cu O和尿素修饰TiO2催化剂,系统研究改性剂用量对催化剂性能的影响规律,探索催化剂结构特性与甲苯光催化氧化性能间的构效关系,以期对高性能的二氧化钛基光催化剂的设计开发提供理论指导。本论文以湿浸渍法在TiO2上负载Cu O,得到了一系列Cu T（Cu/TiO2）催化剂;以共热分解法用尿素热解改性TiO2,得到了一系列UT（Urea/TiO2）催化剂;测试了所得催化剂在流动气氛中可见光驱动下对甲苯的催化氧化性能。并借助X-射线衍射光谱（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）、荧光光谱（PL）、原位红外漫反射光谱（in-situ DRIFTS）、气相色谱-质谱联用（GC-MS）、电子自旋共振（ESR）、电化学工作站等表征技术探讨催化剂的构效关系。主要研究结论如下:（1）在Cu改性的TiO2催化剂研究中,我们发现Cu改性的催化活性优于Mn、Fe、Ni改性的TiO2催化剂,乙酰丙酮铜作为前驱盐的催化剂活性高于氯化铜、硝酸铜、乙酸铜作为前驱盐的催化剂,且当Cu的载量为3 wt%时其活性最佳,载量1 wt%时CO2选择性最佳。但是,Cu改性只提高了甲苯的转化率,对CO2的选择性却无明显促进作用。在光电性质表征中发现光电性质中光电流可以部分解释催化剂活性的差异,但是在电化学阻抗及PL则与活性不能吻合,而在结构表征中发现活性较好的催化剂在XRD表征下有更小的平均粒径,FT-IR及水接触角发现Cu引入改变了催化剂亲水性,可能是影响催化剂活性的因素之一,在XPS表中发现可能Cu+是影响催化剂活性的重要因素之一。（2）在尿素热分解改性TiO2的研究中,我们发现当尿素/TiO2的质量比为2:1时（UT2）催化剂活性最佳,甲苯转化率高于80%,且CO2选择性大于75%。通过对催化剂进行多种表征,发现尿素改性样品后,少量N原子以间隙氮的形式掺入TiO2晶格,使得TiO2晶格发生轻微扭曲,从而提供掺杂能级,增强TiO2的可见光吸收,是提高甲苯转化率的主要因素之一。在反应路径及TiO2失活机理的研究中,我们发现UT2样品中出现的C、N三键及累积双键的新基团与表面C、N杂环可为VOCs及氧化中间产物提供额外吸附点位和更多的活性氧物种,从而使得更多中间产物能够深度氧化为更容易开环的苯甲酸,提高甲苯氧化的活性及CO2选择性;而纯TiO2的表面中间产物积累以苯甲醛和苯甲酸为主,而苯甲醛高的开环能垒高,导致其难以降解,从而导致TiO2最终的失活。