近年来，利用TiO₂进行光催化反应消除污染物的方法引起了人们极大的关注。但是在过去的研究中，往往只注重有机污染物的光催化氧化或金属离子的光催化还原方面的研究，很少涉及有机和无机污染物共存的复杂体系。由于许多实际污染体系往往比较复杂，既可能含有重金属离子，又可能含有有机污染物。因此，对重金属离子与有机污染物共存污染体系的光催化氧化还原反应进行研究，必将为采用光催化方法消除环境污染提供有意义的结果。本文以紫外灯为光源，系统的研究了TiO₂悬浮体系中Cu²⁺和染料活性蓝4的光催化降解过程。实验结果表明，在一定的实验条件下，TiO₂投加量、溶液的降解基质初始浓度及溶液的初始pH值都存在一个最佳值。由于空气中O₂的存在能够捕获光生电子，从而限制了Cu²⁺的还原效率，并且抑制了电子-空穴的复合，增加了溶液中OH·的数量，因此提高了活性蓝4的光催化氧化效率。通过实验数据和假设理论值之间的线性回归分析，得出活性蓝4的光催化降解脱色及矿化规律均符合一级反应动力学模式。本文对Cu²⁺与活性蓝4共存体系中Cu²⁺对活性蓝4的光催化协同作用进行了较为全面的研究，结果分析表明Cu²⁺的存在能有效的促进活性蓝4的光催化降解脱色效率，但对其光催化降解CODcr促进作用较小，表明活性蓝4的降解是先脱色再脱碳而使活性蓝4逐步无机化的过程。通过X射线电子能谱（XPS）对Cu²⁺光催化还原反应后体系中的TiO₂表面进行表征，利用总有机碳（TOC）测定仪、紫外—可见分光光度计（UV-vis）、化学需氧量（COD）和生化需氧量（BOD）多种分析方法对活性蓝4的降解过程进行分析，进而探索了Cu²⁺和活性蓝4的光催化降解机理。