近年来,研究人员投入了大量精力开发具有实际应用价值的高活性光催化剂。纳米级二氧化钛颗粒因其具有非常高的比表面积而被大量用于污水处理中。在料浆反应器中,此类物质显示出优越的性能,但是将纳米颗粒从被处理废水中回收却很困难,而且处理成本也较高。为克服上述缺点,人们将二氧化钛负载或直接合成于载体之上。目前比较典型的负载法多为湿式化学方法。但由于湿式负载法会产生大量废液并可能有VOC排放,对环境产生不利的影响,加上工艺复杂,使其应用受到了限制。干法颗粒负载法则可直接将细小的（亚微米或纳米）子颗粒负载于相对较大的微米母颗粒上,不需任何溶剂和胶粘剂。本文首先对纳米TiO₂和粉煤灰磁珠的性质进行了研究。分析了热处理和高能球磨处理对纳米TiO₂的影响机理;检测了磁珠的物理性能、化学成分及元素溶出性。随后利用高能球磨为负载工具,将纳米TiO₂颗粒直接负载于磁珠的表面上,制备出一种新型光催化剂。催化剂的表面形貌和元素组成分别用SEM和XPS进行了表征,结果表明,TiO₂颗粒被紧密地负载于磁珠上。在研究了负载效果主要影响因素的基础上,对制备纳米/微米复合颗粒的干式颗粒负载法机理进行了讨论。在特殊设计的反应器中对复合颗粒的光催化性能进行了评价,并对4-氯苯酚在该阶梯型式光反应器中的降解反应动力学进行了研究。与纯纳米TiO₂相比,纳米TiO₂/磁珠光催化剂表现出了较强的活性,并且具有分离回收方便等特点。本文研究结果表明,干式颗粒负载法可替代湿式负载法用于颗粒载体纳米催化剂的制备,该方法制备出的磁性光催化剂具有良好的实际应用前景。