随着工业的发展，水环境污染已经成为人们面临的一个全球性的严峻挑战，在处理污染有机物的方法中，光催化氧化技术具有简单易行、经济实用、无二次污染等特点，已引起研究者的广泛关注。半导体光催化剂将光能转化为化学能，在环保、化工和太阳能电池领域有着广泛的应用前景。其中以TiO2多相光催化技术的研究尤为热门。作为绿色环保型催化剂的TiO2，具有高活性、安全无毒、价廉、无污染、化学性质稳定等优点。本论文中系统综述了半导体光电催化氧化法的原理和研究进展，概括了影响光电催化氧化反应的各个因素及提高反应速率的各种方法，采用自制的固态TiO2薄膜应用光电催化法对难降解有机废水—苯酚进行了光电催化性能的研究，结果表明固定态TiO2薄膜对难降解有机废水确实具有较好的处理效果，将具有广泛的应用前景。 本课题是与苏州东大仁智能科技有限公司共同合作开发的课题项目，课题中在室温下采用直流磁控溅射法制备了固定态TiO2薄膜，并对其进行了XRD、SEM表征，以300W高压汞灯(365nm)作为光源，该固态TiO2薄膜为工作电极(阳极)，钛片为对电极(阴极)，饱和甘汞电极为参比电极，建立了三电极的光电催化体系，选择具有代表性的芳香族难降解有机污染物之一—苯酚作为降解对象，对其在固定态TiO2薄膜上的光电催化降解进行了研究。考察了外加电压、溶液的初始pH值、光强、降解溶液的初始浓度等因素对试样降解速率的影响。为提高TiO2的催化活性，提高量子效率，研究中还探讨了TiO2与H2O2、Fenton试剂和金属离子(Fe3+)之间的协同效应，以此来抑制电子-空穴对的复合。 本文采用分光光度法测定试样降解过程的浓度；由于碳是有机物的基本元素，所以总有机碳法(TOC)能更好地掌握有机物的绝对量，比传统的COD法更准确，故本试验中采用总碳分析仪来测定溶液的TOC值，以衡量试样溶液的矿化程度。结果表明：与传统的TiO2制备方法(如溶胶-凝胶法、涂覆法等)相比，磁控溅射法由于具有轰击粒子能量高、成膜坚固、成膜条件和厚度易于控制、均匀性和重复性好等优点，适宜制备TiO2介质薄膜。常温下制得的薄膜为无定型结构，必须经退火处理才可形成以锐钛矿晶型为主、有少量金红石型的固定相混晶态TiO2，必须采用大于TiO2(锐钛矿型)禁带宽度能量(3.2eV)的光源激发该固态TiO2薄膜产生电子和空穴，然后利用外加电压使电子和空穴分离，才可达到光电催化的目的，才能有效地降解溶液中的苯酚，而暗态的电催化过程则无法达到苯酚降解的目的。 苯酚在固态TiO2薄膜上的光电催化降解以及光催化降解都服从准一级反应动力学方程。当光催化和电催化同时作用于TiO2薄膜上，可大大提高苯酚的降解效率，远比单一条件作用时的降解效果要好。 外加偏压只需加在阳极，并且提高外加阳极偏压、光强、pH值以及苯酚的初始浓度都有利于苯酚的光电催化降解，但上述因素都存在最佳值。 O2和Fe3+作为电子受体可以大大提高苯酚的光电催化降解速率，同时Fe3+的浓度也降低了，由此可看出光电催化法对于既含有有机污染物又含有无机污染物的废水的处理将具有深远的意义。 TiO2和Fenton试剂之间存在着明显的协同作用，Fenton试剂可以更好地抑制TiO2光催化电子-空穴对的复合，pH值、H2O2、[H2O2]/[Fe2+]对这种协同作用的更好发挥有着重要的影响。