染料废水是一种难降解的工业废水。染料品种繁多，生产工艺复杂，染料废水中有机物含量高，色度大、组分复杂、水质变化和生物毒性大。目前我国染料废水经处理过后的合格率仍比较低，给环境带来了严重污染。因此，对染料废水的脱色降解一直是水处理方面的一个难题。　　 在高级氧化技术中，利用以纳米TiO2为主导的光催化氧化技术来降解污水中的有机污染物已成为研究的热点。TiO2原料来源丰富、价格低廉、化学稳定性好，本身无毒无害，能够在较宽的pH值范围内使用，且操作条件易于控制。但是，纳米TiO2半导体光催化技术还存在着几个关键的科技难题，使其在工业上的应用受到极大的制约，主要在于：①反应机理和反应动力学方程的确定；②量子产率低，最高不超过10％，难以处理量大且浓度高的工业废水；③太阳光利用率低，只能利用太阳光中的紫外线部分；④纳米TiO2的固定加载技术，籍以解决催化剂的分离与回收问题。　　 本论文针对TiO2的不足，以钛酸四丁酯为前驱体，以载玻片为载体，采用溶胶.凝胶法制备了TiO2薄膜。并且以Fe3+为掺杂离子，采用将TiO2薄膜浸渍的方法制备了Fe-TiO2光催化剂，考察了不同的制备条件（溶胶陈化时间、涂膜层数、Fe3+浸渍液的浓度）对TiO2催化活性的影响，结果表明，溶胶陈化时间为12小时，涂膜为两层，Fe3+浸渍液的浓度为1g/L时催化效果最好。通过XRD、AFM、FT-IR、EDS等手段对催化剂进行了表征，结果表明，Fe3+掺杂后没有改变TiO2的晶型，催化剂仍为锐钛矿型，但TiO2的团聚程度明显减轻，粒径明显变小，为60nm左右；FT-IR显示Fe3+掺杂后催化剂表面羟基吸收峰的强度有所增加；能谱显示Fe3+的掺杂量为0.45％。　　 本论文以染料水作为深度处理对象，选择有代表性的分散大红G-S、酸性品红、甲基橙为目标降解物，以Fe3+-TiO2为光催化剂，对其进行降解，考察染料在降解过程中脱色率及CODCr去除率的变化情况，并确定最佳的降解条件。结果发现适量Fe3+的掺入有效提高了TiO2的光催化活性，Fe3+浸渍液的浓度、染料溶液的初始浓度、pH值均为影响光催化效果的重要因素。H2O2的加入能极大的提高Fe3+-TiO2的光催化效率，当H2O2的投加量为0.5mL/L时催化剂的光催化效果最高，且催化剂在连续使用5次后催化效果没有明显的降低。动力学研究表明，三种染料浓度在5～20mg/L变化时，Fe3+-TiO2对三种染料的脱色降解均为表观一级反应。　　 本论文利用紫外-可见光谱扫描和CODCr测试等方法，考察了分散大红G-S和酸性品红染料的降解历程。结果表明：两种染料的脱色速率均要快于CODCr的降解速率，羟基自由基首先进攻的是染料分子中的发色基团。在分散大红G-S溶液中，染料完全脱色后，芳环的开环反应还未结束；在酸性品红溶液中，CODCr去除率呈先降低后升高的趋势，紫外-可见图谱表明酸性品红在降解过程中，伴随有在230～275nm之间有紫外吸收的分子碎片生成。