在医药和养殖领域中,抗生素的使用越来越普遍。但是大量使用的抗生素并不会完全被利用,很大一部分以代谢产物的形式排到自然界的水体中。而且目前的水处理技术并不能做到彻底地去除水体中的抗生素,尽管残留浓度很低,但是也会危害人类的身体健康。光催化技术具有环境友好、经济价值高的优点,可以用作环境治理以及清洁能源的开发。借助半导体催化剂TiO2我们可以更好地使用光催化技术。然而对于TiO2来说,由于具有3.2 eV的宽带隙只对紫外光有响应,而且光生电荷载流子的复合率很高,限制了TiO2性能的提高。为了解决这个问题本论文通过对TiO2纳米管阵列和TiO2纳米纤维进行改性,采用光电催化氧化技术和光催化类芬顿技术去除水体中的抗生素,提高了TiO2纳米材料去除水体中抗生素的性能。主要研究内容如下:（1）以钛片为钛源,制备出锐钛矿相的TiO2纳米管阵列,进而通过在密封的安缻管中和无定形红磷进行煅烧处理制备出磷掺杂的TiO2纳米管阵列（TNTAs/P）催化剂。实验结果表明,TNTAs/P催化活性的增强是由于磷掺杂增强了对光的捕获能力,并且加速了光生电子和空穴对的分离效率。通过荧光探针检测发现在模拟太阳光照条件下,TNTAs/P（0.75）可以产生更多的羟基自由基参与光电催化降解泰乐菌素的反应。在模拟太阳光照下,通过优化磷掺杂量,TNTAs/P（0.75）比未掺杂的TNTAs对光电催化降解泰乐菌素的效率可以提高3倍。该催化反应的优越之处在于,催化剂具有良好的可持续利用性能,而且催化剂易于回收不会对水体造成二次污染,在较低的污染物浓度下也具有良好的光电催化降解性能。（2）以钛酸纤维为前驱体,在N2保护下将Fe2+与钛酸纤维中的H+进行离子交换,随后空气中烘干将Fe2+原位氧化为Fe3+。然后通过在密封的石英安缻管中退火处理,制备出FeOx纳米团簇修饰的锐钛矿相TiO2纳米纤维（FeOx-TNFs）。实验结果表明,FeOx纳米团簇修饰以后,FeOx-TNFs对可见光的吸收能力得到改善,而且光生电荷载流子的分离效率得到提升。FeOx纳米团簇作为光生电子的活性位点可以实现Fe3+/Fe2+之间的循环转化,促进生成更多具有强氧化性的羟基自由基,用白光LED灯光照5 h后,FeOx-TNFs催化剂可以实现92%的诺氟沙星的去除。（3）以锐钛矿相的TiO2纳米纤维（TNFs）和FeCl2.H2O为前驱体,利用熔盐法产生的低温液态环境以及强极化力作用将Fe单原子修饰到TNFs上得到Fe-TNFs光催化剂。与FeOx纳米团簇修饰以后的催化剂FeOx-TNFs相比,单原子Fe-TNFs催化剂中Fe含量只占前者的6%,但是具有与前者相当的诺氟沙星去除效率。这是因为单原子助催化剂可以使主催化剂表面的活性位点密度最大化。在白光LED灯光照5 h后,Fe-TNFs光催化剂可以降解93%的诺氟沙星。光生电子可以实现Fe3+/Fe2+之间的循环转化,促使光催化类芬顿体系源源不断产生羟基自由基,使整个降解反应持续进行。