有机废水不仅会对人们的身体健康带来不利的影响,还会打破水生态循环系统。传统处理废水的方法处理条件苛刻,能耗高,而新型的半导体光催化方法解决了这个难题,因此本文根据前人的研究结果以及研究进展制备了一种新型环保的芦苇杆炭负载氮(N)掺杂二氧化钛(TiO2),并从以下几个方面进行研究:首先,在不同实验条件下通过乙醇体系、丙酮体系的溶胶-凝胶法和溶剂热法制备TiO2。XRD、SEM测试结果表明退火处理后的样品均呈现锐钛矿晶型,采用乙醇体系的溶胶-凝胶法制备的TiO2纯度更高、颗粒分散度高且为更加均匀的球状形貌。粒径分布结果表明乙醇体系的溶胶-凝胶法制备的TiO2粒径最小,约为1 μm。通过亚甲基蓝(C16H18ClN3S)降解实验得出三种实验方法制备的TiO2对亚甲基蓝的降解率分别为70%、42%和53%,说明使用乙醇体系的溶胶-凝胶法制备TiO2的光催化性能最好,而且TiO2粒径越小,光催化性能越好。其次,使用尿素(CO(NH2)2)为N源、硝酸铁(Fe(NO)3)为Fe源,制备不同掺杂比例的N掺杂TiO2和Fe掺杂TiO2,之后分别在350℃、450℃和550℃进行退火处理。XRD测试结果表明,当退火温度为350℃和450℃时,TiO2的晶体结构为锐钛矿型,退火温度为550℃时,Fe掺杂TiO2的晶体结构为锐钛矿型,而N的掺入降低相转变温度,使部分锐钛矿转变为金红石相。粒径分布实验表明N和Fe的掺杂降低TiO2颗粒的直径,掺杂后粒子直径约为600 nm。亚甲基蓝降解实验表明1at%的N掺杂TiO2经350℃退火处理后具有最高光催化降解率为 80%。最后,利用可再生环保的芦苇杆,制备负载在具有中空多孔结构的芦苇杆炭的N掺杂TiO2。实验结果表明该方法对亚甲基蓝、苯酚、硝基苯和对氯苯酚具有优异的光催化性能且降解率均达到了 85%以上。