半导体光催化氧化作为一项环境友好技术,在水处理领域极具应用前景,其改性、负载及应用研究一直是近年来国际上化学、材料等领域的研究热点之一。论文工作从解决TiO₂光催化剂在实际应用中存在固载与活性之间的矛盾问题入手,利用溶胶-微波法合成了纳米TiO₂光催化剂,对粉体进行了稀土及过渡金属元素掺杂改性,并对纳米TiO₂进行活性白土负载,考察了制备条件对其物理结构和光催化性能的影响,在此基础上,将光催化剂用于模型污染物甲基橙溶液及实际工业污水的降解处理,效果较好。论文工作可分为以下几部分:以钛酸四正丁酯为前驱体,冰乙酸为水解抑制剂,乙醇为溶剂,采用溶胶-微波法制备纳米TiO₂,并对其合成工艺条件进行了优化,所得最佳工艺条件为:酸水比7:1,微波温度150℃,微波时间8 min。稀土离子La³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺和Y³⁺的掺杂可抑制TiO₂晶粒的生长,引起TiO₂晶格的畸变和膨胀,以及吸收边的红移,拓宽了TiO₂的光吸收范围。适量的La³⁺、Nd³⁺、Eu³⁺、Gd³⁺和Y³⁺的掺杂可提高TiO₂的光催化活性,最佳掺杂量分别为0.1 %、0.1 %、0.3 %、0.2 %和0.1 %（摩尔百分比）。双掺杂TiO₂体系与单掺杂体系相比,由于掺入的两种离子产生了协同作用,能更好地促进光生电子-空穴对的分离,进一步提高了TiO₂的催化活性。双掺杂TiO₂体系中,光催化剂La/Eu/TiO₂、La/Y/TiO₂和La/Cd/TiO₂中掺杂离子的最佳掺杂量分别为0.1 %-0.3 %、0.1 %-0.5 %和0.1 %-0.4 %;光催化剂Eu/La/TiO₂、Eu/Y/TiO₂和Eu/Cd/TiO₂中掺杂离子的最佳掺杂量分别为0.3 %-0.1 %、0.3 %-0.3 %和0.3 %-0.3 %。实验结果表明,在各自最佳掺杂量下,光催化剂La/Eu/TiO₂具有相对较高的光催化活性。陕西延安志丹县天然白土蕴藏丰富,经简单处理可获具有层状微孔结构的活性白土,我们以其为载体,合成了负载型TiO₂复合光催化剂,考察了负载量和热处理温度对复合光催化剂结构及光催化性能的影响规律,并对其进行回收利用研究。当TiO₂负载量为70 %、煅烧温度为400℃、稀土元素La和Eu的掺杂浓度分别为0.1 %和0.3 %时,所得复合光催化剂对卷烟厂工业废水表现出了较好的处理效果,且沉降性能好,易于回收利用,重复使用3次后,废水COD去除率仍达70 %左右。