本文以含钛高炉渣中主要矿物CaTiO3为研究对象。采用固相合成法制备CaTiO3,探讨了CaTiO3在暗反应条件下吸附亚甲基蓝的特性以及制备条件对CaTiO3光催化降解亚甲基蓝能力的影响,评价了纯CaTiO3的光催化活性,考察了金属离子对CaTiO3的掺杂改性,初步研究了CaTiO3光催化降解亚甲基蓝的反应动力学和反应机理。这将对探明含钛高炉渣的光催化性能有着重要的作用,为该炉渣作为光催化材料提供理论基础,对其合理利用有着重要的意义。应用TiO2与CaCO3为原料,采用固相合成法制备CaTiO3,系统地研究了合成条件对CaTiO3成分、外观形貌、光吸收能力等方面的影响。实验结果表明：通过XRD、SEM、FT-IR,UV-vis分析可知,在焙烧温度1400℃、焙烧时间2h条件下,能够制备出纯CaTiO3;随着焙烧时间的延长和焙烧温度的升高,颗粒团聚愈加明显,颗粒长大,外观形貌从不规则多边形向光滑曲面形变化；焙烧时间对CaTiO3光吸收能力影响很小,焙烧温度变化影响固相成分变化而导致光催化剂的光吸收能力变化较大。初步探讨了CaTiO3在暗反应条件下吸附亚甲基蓝的特性,分析了CaTiO3投加量、亚甲基蓝初始浓度、pH对CaTiO3吸附亚甲基蓝的影响。同时,考察了CaTiO3制备过程中焙烧时间和温度的变化对CaTiO3光催化能力的影响。实验结果表明：CaTiO3对亚甲基蓝的吸附比较符合Lungmuir吸附等温式,饱和吸附量为1.699mg/g。CaTiO3对亚甲基蓝的吸附是化学吸附,亚甲基蓝在吸附过程中发生了化学反应。CaTiO3投加量对CaTiO3吸附亚甲基蓝的影响较小,吸附去除率在10%～12%之间；亚甲基蓝浓度较小时,CaTiO3吸附亚甲基蓝去除率较高,浓度增加,去除率下降；pH的变化对CaTiO3吸附亚甲基蓝的影响较小,吸附去除率在12%-14%之间。在各条件下,达到吸附／脱附平衡时间均约为0.5h。焙烧时间通过影响CaTiO3颗粒微观形貌、颗粒大小而影响光催化性能,随着焙烧时间的延长,亚甲基蓝降解率在整体趋势上降低；焙烧温度从固相成分、微观形貌、颗粒大小等方面影响光催化活性,随着焙烧温度的升高,亚甲基蓝降解率在整体趋势上降低。系统地研究了光照时间、pH、亚甲基蓝初始浓度、CaTiO3投加量等因素对CaTiO3在紫外-可见光下光催化降解亚甲基蓝活性的影响。实验结果表明：CaTiO3具有一定的光催化降解能力；强碱性条件有利于CaTiO3光催化降解亚甲基蓝溶液；亚甲基蓝浓度较低时,CaTiO3光催化降解亚甲基蓝降解率较高,当亚甲基蓝浓度为1mg·1-1时,光照3h后降解率达71.64%；CaTiO3最佳投加量为0.1g；CaTiO3在可见光下的光催化降解能力约为紫外-可见光下的一半。Fe3+掺杂CaTiO3的改性实验中,主要考察了焙烧温度和掺杂量对CaTiO3光催化性能的影响。实验结果表明,当掺杂0.474%Fe3+时,有Ca4Fe2Ti2O11生成；焙烧温度对光催化剂的化学成分、微观形貌、颗粒大小等影响很小,而对其颗粒团聚、光吸收能力等影响很大；光催化剂的降解能力先是随着焙烧温度的升高而增大,随后又降低,当焙烧温度为500℃时,光催化剂的降解能力最高,光照3h后浓度为5mg·l-1的亚甲基蓝降解率达到100%；Fe3+掺杂量的变化导致光催化剂的化学成分和光吸收能力的变化,Fe3+进入CaTiO3晶格以及Ca4Fe2Ti2O11和Fe2O3的生成改变了光催化剂的降解能力；最佳Fe3+掺杂量为0.474%Fe3+,光照3h后浓度为5mg·l-1的亚甲基蓝降解率达到100%。系统地研究了pH、亚甲基蓝初始浓度、CaTiO3投加量、制备条件、掺杂等因素对CaTiO3在紫外-可见光下光催化降解亚甲基蓝反应动力学的影响,并对反应机理进行了分析。分析结果表明：各条件对相关系数R2和表观速率常数影响情况不同,但是发现均比较符合一级反应动力学特征；CaTiO3光催化降解亚甲基蓝过程中,通过光生O2·和·OH起作用,并且O2·的产生经过两个竞争过程。