随着工业的迅速发展,环境污染问题日益严重。其中地表水污染尤甚,可饮用水体总量逐年下降,因此水污染处理技术变得至关重要。而传统的水处理工艺中,难以有效的去除含量较低的重金属污染以及高浓度的有机物污染物。针对重金属粒子污染,吸附法具有良好的前景,而吸附剂的选择则决定了能源消耗的多少与最终处理成本的高低。理想的吸附剂需要满足价格低廉、吸附能力大、吸附速率快、物化性质稳定且易再生等特性。目前多孔TiO₂材料具备成为重金属离子吸附剂的潜力。在特定条件下,TiO₂材料表面的钛羟基能够与重金属离子基团发生静电吸附。利用这一特性能够使该材料在吸附重金属离子时快速的完成吸附与再生过程。本论文基于文献中报道的TiO₂材料作为吸附剂的优势,利用了一种新型的微流体喷雾技术,提出了一种快速并连续制备介孔TiO₂微粒的方法。结合溶剂挥发诱导自组装（EISA）法,优化实验中过程参数,制备出了粒径与物化性质可调的均一介孔TiO₂微粒,典型的粒径在⁴0μm左右。该类材料对Cr（VI）的吸附具有优异的性能,能高容量、快速地去除模拟废水中的Cr（VI）,且循环性能稳定。进一步的通过实验结果,几十微米级的均一尺寸吸附剂在动态吸附过程中有着显著的优势,进一步的切合了工业吸附剂的需求。针对有机废水的处理,降解法是热门的处理方法之一。合适的降解技术与催化剂更是能够决定有机物的降解效率与处理成本。有机物的降解难点在于是否被完全矿化。目前,光催化与高级氧化技术由于工艺简单、节能环保而广受关注。其中,芬顿法、臭氧高级氧化法以及光催化法的耦合更能有效的提高有机物的去除率。金属负载型TiO₂材料一方面作为高级氧化催化剂催化活性物质的产生,另一方面作为光催化剂提供光生电子对,两者的协同效应能够有效的提升降解体系中活性位物质的数量。立足于这一思路,我们选择了Fe、Mn、以及Cu作为负载物,制备了一些列金属掺杂的均一介孔TiO₂微粒,以光催化辅助芬顿反应以及光催化辅助臭氧高级氧化为降解手段,选取了有机染料及苯酚等有机物作为典型污染物。通过优化制备过程中参数,有效的调节了样品的晶型结构与物化参数,发现通过金属掺杂改性,能够将光芬顿降解性能能大幅提升,光助臭氧催化降解性能也等得到显著改善。