环丙沙星(CIP)是人工合成的第三代的氟喹诺酮类抗生素，它的作用在于治疗性传播疾病、尿路感染和皮肤感染。大多数氟喹诺酮类抗生素在人体内不能完全代谢，会作为代谢产物排出体外，随着污水流入污水处理厂，随污水流入环境的抗生素不仅会增强细菌的抗药性还会对人类身体造成危害，例如它可能会降低人类的免疫能力使得人类对疾病的抵抗力越来越低，因此这类抗生素会危机人类和生态。
　　近年来，复合半导体催化剂因能够降解有毒有害气体、能耗低、效率高而备受关注。在众多的这些半导体光催化剂中，TiO2因其低毒性、氧化能力强、廉价易合成、物理化学性质稳定而成为被广泛应用的光催化剂之一。
　　本文主要研究内容是合成纳米TiO2，并用羟丙基纤维素(HPC)作分散剂，经过马弗炉煅烧后得到纳米TiO2材料，以亚甲基蓝和环丙沙星作目标污染物，我们通过一系列的表征例如:透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射分析(XRD)、太阳光光催化降解实验的光催化氧化性能，主要研究内容及结果如下:
　　1、本文通过TEM、XRD、光催化降解实验研究了制备的纳米TiO2材料，实验表明静置和搅拌制得的材料都能在3h内对亚甲基蓝的降解率达到95％以上，两者相比之下，搅拌制得材料光催化的速率和效果都要比静置的效果要好。同时对合成纳米TiO2材料采用不同配比的钛酸四正丁酯(TBOT)含量(0.30、0.85、1.50 mL)，通过TEM对其表征，结果显示含有0.85mLTBOT制得的材料比其他两种颗粒直径均匀，分散较好，合成的形状更具球形。
　　2、为了改善上述材料的光降解性能，本文对纳米TiO2材料做了改性。我们利用TEM、SEM、XRD、EDS、能谱分析、光催化降解实验研究了改性的纳米TiO2材料，发现显示改性后的材料比改性前的样品更具分散性，表面更加的粗糙，改性后的氮含量明显增多。同时通过XRD和光催化降解实验确定煅烧的最佳温度为500℃，因为500℃煅烧出来的材料更具锐钛矿和金红石型，光催化性能比单一的锐钛矿效果要好。确定了最佳的N/Ti比为1∶1，纳米TiO2材料性能更好，在3h之内对亚甲基蓝的催化效率达到95％以上，而N/Ti比为1∶2时，降解效率仅能达到60％。
　　3、针对实际的应用，本文将抗生素环丙沙星作为目标污染物，采用最佳配比制得的纳米TiO2材料对其进行光催化降解实验，研究了纳米TiO2材料不同投加量、环丙沙星溶液不同pH对光催化性能的影响，发现纳米TiO2对环丙沙星有显著的降解效果，能在2h之内对环丙沙星的降解率达到95％以上，最佳的纳米TiO2材料投加量为400mg/L，反应条件在pH值为7.5的情况下反应最好。通过XRD表征，纳米TiO2材料使用前后晶型和结构基本不变。通过循环利用实验，虽然催化剂活性会随着使用次数的增加而降低，但是三次之后材料对环丙沙星的降解率还能达到60％。同时我们建立动力学模型，得出的拟合曲线表明其基本符合表观一级动力学方程，经计算其催化氧化反应速率常数为0.0217l/min，计算得相关系数R2=0.9516。