随着地球环境恶化程度的加深,人们的环保意识也在不断增强,对环境保护的方法和手段已日趋科学化、合理化、“绿色”化。尤其是在对有机染料废水的处理中,开始采用光催化氧化技术,将废水中的有机污染物通过半导体催化剂,在常温下降解成无毒、无害的小分子物质。但半导体催化剂在光催化反应中,尚不能对光能进行较好的利用。因此,如何改性半导体催化剂,使其在光催化反应中发挥最大的效率已成为目前研究的热点。本文用溶胶凝胶法制备了ZnO-TiO₂复合体,并通过掺杂不同金属对其进行改性,制得掺镧、掺铟、掺银、掺铜以及掺铁的ZnO-TiO₂复合体催化剂。以活性艳兰KN-R为模拟废水,研究ZnO-TiO₂复合体及其改性后的催化剂对活性艳兰KN-R光催化降解的影响因素。得出了染料废水处理的适宜工艺条件,并研究了反应的动力学特性。研究结果表明:在煅烧温度为530℃的条件下,通过溶胶凝胶法制备的ZnO-TiO₂复合体,具有粒径较小,比表面积较大,光催化性能显著等多项优点。其中以TiO₂掺入量20%的催化剂效果最佳,并通过XRD、SEM、TG-DSC和UV-Vis等多项表征进行辅助说明。改性后的ZnO-TiO₂复合体,以离子半径较大的金属银、镧、铟掺杂效果较好。同时,外界的因素对其光催化效果也具有较大的影响:酸性条件可以提高稀土元素掺杂的ZnO-TiO₂催化剂的光催化性能,碱性条件对银、铁掺杂的ZnO-TiO₂催化剂的催化更有利;催化剂投加量多以2g·L^-1和3g·L^-1最佳,投加量过多或过少都会降低催化剂的光催化反应速率。在制备的各催化剂中,镧、铟掺杂的ZnO-TiO₂复合体催化剂的最佳投加量为2g·L^-1,银、铜和铁掺杂的ZnO-TiO₂复合体催化剂的最佳投加量为3g·L^-1;可降解的活性艳兰KN-R溶液的最佳初始浓度在85-100mg·L^-1之间,初始浓度过高或过低都不利于光催化的降解和催化剂的有效利用。其中,镧、银、铜和铁掺杂的ZnO-TiO₂复合体催化剂在降解活性艳兰KN-R时,溶液的最佳初始浓度为85mg·L^-1,而掺铟的ZnO-TiO₂复合体催化剂在降解活性艳兰KN-R时,溶液的最佳初始浓度为100mg·L^-1,且在一定的浓度范围内,活性艳兰KN-R的降解反应符合Langmuir-Hinshelwood一级反应动力学方程。通过对ZnO-TiO₂复合体这一新型半导体材料较为系统的研究,不仅丰富了光催化反应的理论基础,还为工业化大规模生产与应用提供了有力的参考。