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半导体TiO2光催化氧化法是一种高级氧化技术。在光的诱导下，半导体TiO2光催化剂表面产生电子-空穴对，作用于H2O，O2及OH-产生自由基氧化剂或作用于有机物产生自由基，可以应用于废水中的有机污染物的降解，在环保等领域具有极其广阔的应用前景。但是TiO2光催化剂由于带隙较宽，只能吸收波长较短的太阳光，而这部分仅占太阳光谱范围的4％紫外光部分，而其在可见光范围几乎没有响应，太阳光利用率很低，因此限制了其在光催化技术领域的应用范围。由于二氧化钛自身的这些不足，我们做了以下几个方面的工作来提高二氧化钛的光催化活性:
首先利用溶胶凝胶法，以粉煤灰为催化剂的载体，制备了复合光催化剂H4SiW12O40/TiO2/粉煤灰及H3PW12O40/TiO2/粉煤灰。通过X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射(UV/DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征方法对合成的材料进行结构的表征。同时利用扫描电镜(SEM)对复合光催化剂形貌进行表征。并选择环丙沙星、盐酸四环素及土霉素作为降解的对象，实验结果表明催化剂的活性得到了很大的改善。并且催化剂对环丙沙星的降解效果最好，光诱导50分钟后降解率可达84.74％，而降解盐酸四环素的效果最差。
其次，本文在上述基础上引入了壳聚糖(CS)，采用溶胶凝胶的方法，制备出复合光催化剂H3PMo12O40-CS/TiO2/粉煤灰，H3PW12O40-CS/TiO2/粉煤灰，H4SiW12O40-CS/TiO2/粉煤灰。通过X-射线粉末衍射(XRD)、紫外-可见光漫反射(UV/DRS)、傅里叶红外光谱(FT-IR)等表征方法。在本实验中选取盐酸四环素为降解目标物，同时也作为评价光催化活性是否得到改善的参考，结果表明复合光催化剂的活性得到进一步的改善，对盐酸四环素的降解率最高可达83.6％，比杂多酸/二氧化钛/粉煤灰复合光催化剂降解率高出44％。
最后，在没有载体的情况下，通过减小催化剂的颗粒尺寸手段提高光催化效率，制备出杂多酸-壳聚糖/P25纳米型复合光催化剂。以P25为修饰的基体，用壳聚糖粉末代替壳聚糖醋酸溶液，采用的制备方法为水热合成法和浸渍法制备具有纳米尺寸的光催化剂。通过透射电子显微镜(TEM)及电子扫描显微镜(SEM)形貌分析，得出催化剂具有纳米带、纳米片及纳米纤维的形貌。以盐酸四环素为降解的目标物，对纳米型复合光催化剂的活性进行研究，实验结果表明:复合光催化剂的活性得到了进一步的提高，光诱导50min后复合光催化剂H3PMo12O40-CS/P25对盐酸四环素的降解率可达91％以上。