纳米TiO₂光催化材料对有机污染物进行光催化降解正逐渐成为工业化技术,在土壤,水质和大气的污染治理方面展现出十分光明的应用前景。本论文介绍了纳米TiO₂光催化技术研究现状,探讨了纳米TiO₂的光催化机理及典型的制备方法,对影响TiO₂光催化反应活性的主要因素进行了讨论,并制备出了具有特殊形貌的纳米TiO₂。采用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）和X-射线衍射仪（XRD）对纳米TiO₂样品的结构和性能进行表征,用傅里叶红外（FT-IR）测定样品的物质组成结构。最后在紫外光照射条件下以甲基橙模拟废水的降解率来评价样品的光催化性能。论文主要内容包括:（1）论文采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂粉体,考察去离子水,溶剂无水乙醇,抑制剂硝酸,螯合剂乙酰丙酮用量,反应温度对凝胶时间和样品催化效率的影响,得出制备具有最佳光催化性能样品的工艺条件为:V_{（钛酸四丁酯）}:V_{（无水乙醇）}:V_{（去离子水）}:V_（硝酸）:V_{（乙酰丙酮）}=1:7:0.7:0.1:0.15,最佳反应温度为25-30℃。除此以外还考虑反应和煅烧温度及催化剂样品用量对光催化性能的影响,得出最利于甲基橙模拟废水降解的条件为:煅烧温度为600℃、煅烧时间为2h,催化剂用量为3g/I。（2）在溶胶-凝胶法最佳制备工艺基础上,采用溶胶-凝胶法与有机模板剂相结合的方法制备出具有介孔结构的纳米TiO₂粉体光催化剂,并对其形成机理进行分析讨论。以三种非离子型表面活性剂吐温-60,聚乙二醇（4000）,单硬脂酸甘油酯为模板,制得的样品晶体颗粒粒径10-30nm,介孔直径20-30nm,分散性良好。讨论不同模板剂用量对甲基橙降解率的影响,当模板剂吐温-60的用量为0.3005g,聚乙二醇的用量为0.0841g,单硬脂酸甘油酯用量为1.6mL时光催化性能最好,催化效率分别为82.7%、86.6%、90.3%,比单纯溶胶-凝胶法制备的样品催化效率高出15%-22%,样品经过洗涤再生后仍具有较高的光催化活性,对甲基橙的光催化效率分别为80.8%、85.6%、88.4%。（3）在溶胶-凝胶法最佳制备工艺基础上,首先采用溶胶-凝胶法与生物模板脱脂棉相结合制备出了具有微管特殊形貌的纳米TiO₂光催化剂,并对其光催化性能及特殊形貌的形成机理进行了讨论微管直径3-5μm、壁厚约100nm,用甲基橙模拟废水检测其光催化性能,在150min内降解率达到80.3%,经洗涤再生后的样品仍具有很好的光催化性能,对甲基橙的降解率为76.8%。（4）在微管的最佳工艺制备条件下对样品进行掺杂处理,以硝酸铁为原料掺杂Fe³⁺,首次制备出了带状结构的纳米TiO₂,微米带结构宽度约5-8μm,厚度约100-500nm。通过对甲基橙的光催化降解得出TiO₂微米带Fe³⁺掺杂量为0.04%时光催化效果最优,150min对甲基橙的催化效率为92.3%,样品经洗涤再生后的仍具有很好的光催化性能,对甲基橙的降解率为90.1%讨论了不同Fe³⁺掺杂量对样品形貌及光催化性能的影响,并对其形成机理进行分析。