纳米二氧化钛（nano-TiO₂）以其比表面积高、光生空穴氧化能力强、丰度大、无毒、稳定性好等独特的物理化学性质,在环境光催化领域受到广泛关注。但是,仍然存在一些问题限制TiO₂光催化技术的进一步发展和实用化进程。例如,nano-TiO₂禁带宽度大（3.2 e V）,难以利用可见光。Nano-TiO₂光生载流子复合率高,量子效率较低。此外,在nano-TiO₂进入悬浮水环境进行光催化反应时,对期表面化学状态的改变以及由此引起的光催化性能变化,我们也缺乏足够的了解。为了应对上述问题,本研究从nano-TiO₂的制备着手,进行了如下两方面的研究工作:（1）采用溶胶-水热法,在不同水热温度下,合成了一系列的表面羧基配体（SALs）和表面氧空位缺陷（SOVDs）共存的nano-TiO₂光催化剂。nano-TiO₂的SOVDs被SALs所覆盖的,且SALs以双齿螯合和双齿桥联两种模式与nano-TiO₂配位。SOVDs与SALs的协同作用,使TiO₂的实际禁带宽度减小,主VB边缘正向移动。同时,适量的SOVDs能有效促进光生载流子的分离。上述因素的协同作用,显著增强了nano-TiO₂光催化降解苯酚的能力。研究发现,150℃水热温度制备的nano-TiO₂对苯酚可见光催化活性最高,其主要通过光生空穴的直接氧化过程来降解苯酚。（2）基于本实验制备的nano-TiO₂在循环降解过程中表现出良好的可见光催化活性,初步探索实际的光催化悬浮反应体系对nano-TiO₂表面化学状态的改变及对光催化性能的影响。研究发现,水分子的解离吸附和源于搅拌转子的聚四氟乙烯杂质的吸附是改变nano-TiO₂光催化剂表面化学状态（尤其是SALs）主要因素。水分子的解离吸附减少了羧基配体在催化剂表面的存在数量,改变了羧基配体在催化剂表面的配位构型,从而影响了催化剂对苯酚的循环降解效率;此外,在长时间的搅拌磨损中,转子表面材料聚四氟乙烯发生脱落并吸附在催化剂表面,增加了载流子复合率,进一步降低了光催化循环降解效率。