随着工业化进程的加快和发展所造成的环境恶化,特别是大气污染,已成为亟待解决的城市环保问题之一。由于工业源排放的有毒废气存在浓度低且扩散面积广的特点,采用传统的废气净化方法不仅昂贵而且难以应用。纳米TiO2作为一种半导体光催化材料具有无毒,催化效率高、性能稳定等突出特点,可以用于光催化净化空气,它已成为目前光催化研究领域中最活跃的方向之一。本文采用溶胶-凝胶法制备了纳米TiO2溶胶,研究了三种不同载体负载及其固定化方法,选用甲苯为目标污染物,通过自制的一套气体发生和光催化反应装置,利用气相色谱对甲苯去除效率进行测定,评价其光催化活性。最后对活性炭负载光催化剂失活的再生方法进行了研究。首先是在以往实验成果的基础上对TiO2溶胶制备工艺参数做了进一步研究,实验表明控制钛酸丁酯︰无水乙醇︰去离子水︰冰醋酸体积比为5︰40︰2︰5,调整溶胶pH值为4,能得到稳定的溶胶体系。溶胶形成凝胶,陈化时间约为22小时。另外在溶胶中掺杂摩尔分数1%的过渡金属钴有助于进一步减小TiO2晶粒尺寸,从而提高其光催化活性。分别选用铝片、不锈钢网以及竹活性炭作载体完成TiO2的负载,通过X射线衍射、FSEM扫描电镜等方法对催化剂微观结构进行表征。利用自制的光催化反应装置,以甲苯为目标污染物,对甲苯去除效率进行测定,其中以活性炭为载体,甲苯最高达到80%的光催化降解效率。去除效果为活性炭>不锈钢网>铝片。同时研究了反应初始浓度、气体流速对光催化降解甲苯效率的影响。实验研究结果表明:甲苯的去除量随负荷增加而上升,但上升趋势逐渐变缓,流量和浓度变化逐渐导致去除量变化;随负荷的进一步增加,甲苯的光催化去除量反而下降。最后研究了活性炭负载光催化剂失活的再生方法。利用傅立叶变换红外光谱分析了催化剂失活的原因,实验发现通过在紫外光照下通入洁净空气、微波辐照、高温处理等方法可以完全或部分恢复催化剂的活性,实现再生。但从工艺成本、时间考虑,认为微波辐照是实现催化剂再生的比较理想的方法。