TiO2半导体材料由于其强氧化性、高催化活性、化学性质稳定、反应条件温和、无毒、价格低廉以及无二次污染等优点,被认为是最具有前景的治理有机污染废水的绿色材料之一。在水处理过程中,悬浮态的TiO2由于其比表面积大和分散性良好,具有较高的催化效率,但存在回收困难的问题,直接排放不仅导致二次污染,而且也使处理成本急剧上升。将TiO2固定在玻璃、陶瓷等块状载体上,虽解决了回收难的问题,但是光催化效率却明显下降。为达到既具有高催化效率,又能回收利用的目的,研究通常以超顺磁性的材料为磁核,在其表面直接负载TiO2或者先包覆无机惰性隔离层如SiO2等,随后再将TiO2负载到用无机材料改性的磁核上。但是这些磁载光催化剂在制备过程中,存在磁回收性能下降以及高温煅烧导致催化活性下降等缺点,制约着TiO2的工业化应用。针对上述问题,本文用水解法在低温(90℃)、中性(pH=7左右)条件下,合成纳米TiO2,确定了TiO2的最优合成路线。采用以纳米Fe3O4为磁核,分别以Al2O3和聚苯乙烯(PS)为惰性隔离层,将TiO2负载在磁性材料上,制备出2种具有壳/壳/核结构的磁载光催化剂TiO2/Al2O3/Fe3O4和TiO2/PS/Fe3O4。用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶红外分光光度计(FT-IR)和振动样品磁强计(VSM)等仪器对催化剂的物相组成、形貌、表面性质和磁学性质进行了表征；分别以初始浓度均为25mg·L-1的苯酚和Cr(Ⅵ)作为模拟污染物,用反应速率常数K评价所制备的催化剂的光催化活性。通过自制的磁回收装置考察磁载光催化剂的磁回收率；通过重复实验考察磁载光催化剂的催化活性寿命。通过研究,本文得到如下结论：1.用低温水解法制得纳米TiO2光催化剂。设计正交实验,选择了三种因素：水钛摩尔比、醇钛摩尔比及反应回流时间,考察这三种因素在三个水平上对TiO2光催化活性的影响。在本实验条件下,得出最佳催化活性TiO2的制备方案,即以乙醇作为溶剂,水、醇和钛的摩尔比50：30：1,在90℃条件下反应6小时。2.以Al2O3为惰性隔离层,以纳米Fe3O4为磁核,制备了TiO2/Al2O3/Fe3O4磁载光催化剂。考察了TiO2、Fe3O4和Al2O3不同摩尔比,对所制备的磁载光催化剂的光催化活性的影响,从中选出所制备的最佳磁载光催化剂。结果表明,催化剂TAF6(其中物质的量比为nTiO2：n Al2O3：nFe3O4=60：5：1)具有最佳的光催化活性,降解苯酚和还原Cr(Ⅵ)均遵循一级反应动力学方程。降解苯酚的反应速率常数K=0.0223,在循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.0041。还原Cr(Ⅵ)的反应速率常数K=0.0123。磁性催化剂TAF6具有较强的磁感应强度和良好的磁回收性能,在降解苯酚和还原Cr(Ⅵ)实验中,TAF6循环使用5次,平均回收率分别约为85.06%和80.05%。3.以聚苯乙烯(PS)为惰性隔离层,以纳米Fe304为磁核,制备了TiO2/PS/Fe3O4磁载光催化剂。考察了TiO2、Fe3O4和苯乙烯单体(St)不同摩尔比,对所制备的磁载光催化剂的光催化活性的影响,确定了最佳磁载光催化剂。结果表明,TPF6(其中物质的量比为nTiO2:nSt:nFe3O4=60:2.5:1)具有良好的光催化活性,降解苯酚和还原Cr(Ⅵ)均遵循一级反应动力学方程。降解苯酚的反应速率常数K=0.0265；在循环使用5次后,反应速率常数仅下降0.0038。还原Cr(Ⅵ)的反应速率常数K=0.0232。磁载催化剂TPF6具有较强的磁感应强度和良好的磁回收性能,在降解苯酚和还原Cr(Ⅵ)实验中,TPF6循环使用5次,平均回收率分别约为92.7%和88.36%。以聚苯乙烯为惰性隔离层的磁载光催化剂克服了常规热处理及无机隔离层所造成的催化活性及磁回收性能下降的不利影响。磁载光催化剂TPF6能满足实际生产需要,比商用的P25具有更广泛的应用前景。4.从光催化活性、磁回收性能以及催化活性寿命等方面对TAF6和TPF6进行比较。结果表明,磁载光催化剂TPF6比TAF6具有更高的催化活性、更强的磁感应强度和更优的催化活性寿命。说明当做为惰性隔离层时,有机高分子聚合物要比无机材料更加优异,对磁核的包覆更加严密、更加均匀,不仅能使磁载TiO2具有高的光催化活性,而且保持了良好的磁回收性能。