环境污染问题已经成为当前中国发展中的一个重大问题，水质的污染是环境污染的一大方面，污水是否达到排放标准由污水的污染指数决定，其中最重要的指标是污水的化学需氧量（COD）值。目前在工业和环境监测部门COD的检测方法仍沿用重铬酸钾滴定法和库仑法，但上述方法存在分析时间长、操作过程繁琐、测定准确度差、易带来二次污染等缺点。因此，需要建立新的方法以满足监测水体中的污染物，特别是用于监督工业污水排放的要求。新方法必须快速、准确、对环境友好，并能提高现有方法的灵敏度和使用范围。 纳米TiO₂光催化作为一种高级氧化技术可将水中有机污染物完全光催化降解为H₂O和CO₂，因此光催化在有机污染物降解方面具有降解效率高、无二次污染等优点而受到人们的广泛关注，在环境监测方面显示出广阔的应用前景。 然而，纳米WiO₂光催化在应用上还存在许多问题，如催化剂悬浮体系存在的难回收、易中毒等缺点；光生电子和空穴极易复合而导致光催化效率低；对太阳能的利用率低，光催化方法单一等，这些限制了其在环境分析方面的应用。鉴于以上存在的问题，本论文开展了以下几个方面的工作：（1）将催化剂固定化解决悬浮体系存在的问题；（2）采用光电催化技术提高光催化效率；（3）以钛片为基体制备比表面积大催化活性更高的WiO₂纳米管电极来提高光催化效率：（4）制备QDs-CdS敏化的TiO₂复合薄膜，扩展了TiO₂在可见光区的吸收，并提高了光催化效率。在解决上述问题的同时，研究了纳米TiO₂光催化的机理，并在此基础上建立了快速、操作方便、灵敏度高、应用范围广的测定COD的新方法，并研制了COD快速光分析仪，从而拓展了光催化在COD测定中的应用。本论文是国家自然科学基金项目和上海市科委重点项目的部分内容。全文共分五个部分： Ⅰ．绪论（第一章） 本部分内容分为纳米二氧化钛材料的光催化机理研究及应用、半导体量子点及其应用以及化学需氧量的检测现状与发展三个部分。并对这些领域方面的研究与进展作了综述。