近年来，半导体作为催化剂在空气净化、有害污染物的治理和水净化等环境治理方面受到了广泛的关注。二氧化钛因具有催化氧化能力强、廉价、物理和化学性质稳定等特点而在众多的半导体光催化剂中成为被广泛应用的一种光催化剂。尽管如此，TiO2在实际的应用中还是存在着一些问题，比如量子效率和可见光利用率低等，这些问题极大的限制了TiO2光催化剂的应用。本文针对TiO2光催化应用中存在的这些问题，通过掺杂金属Cu离子和改变载体颗粒制备出不同的光催化剂，并对催化剂颗粒的表征进行了研究，着重研究了在自然光照下不同条件时光催化颗粒的光催化降解的能力。 本论文的主要内容如下： 采用溶胶-凝胶法在硅胶载体颗粒的表面制得离子掺杂TiO2薄膜，通过扫描电镜(SEM)观察了TiO2纳米颗粒在载体表面的负载情况，显示二氧化钛纳米颗粒在载体表面是均匀分布的。研究了在自然光照条件下，碱性品红在TiO2薄膜上的光催化降解与溶液初始浓度、催化剂用量之间的关系，并比较了掺铜和未掺铜催化剂光催化的效率。结果表明随着光催化剂投加量的增加，光降解效率增大，当光催化剂投加量达到一定程度，继续增加其用量，光降解效率增加不多；随着碱性品红溶液初始浓度的增加，光催化效率在降低。考虑到经济性和光催化的效率，选取催化剂的投加量为3.0g/100mL、品红溶液初始浓度为10mg/L时，5日光催化降解率为83.61％。掺铜的TiO2薄膜比不掺铜的TiO2薄膜光催化活性高。通过三次使用催化剂证踞了其稳定性。 采用浸渍法在土壤颗粒载体的表面掺杂二氧化钛纳米颗粒。通过XRF分析了浸渍前后凹土的成分、XRD分析了浸渍前后凹土中的晶体类型并对其做了透射电镜分析。研究了在自然光照条件下，碱性品红在TiO2掺杂的土壤颗粒上的光催化降解与溶液初始浓度、催化剂用量以及溶液初始pH之间的关系。试验结果表明，随着光催化剂投加量的增加，光降解效率增大，继续增加其用量，光降解效率增加不多；光催化降解率随着碱性品红溶液浓度的增加而增加，而超过50mg/L光催化降解率随着碱性品红溶液浓度的增加而降低；当pH为中性时才出现明显的降解过程；并通过对比实验证明了浸渍后凹土的催化降解能力明显高于未浸渍凹土。通过长时间的吸附降解过程求得凹土对碱性品红的最大吸附降解量为94.86mg/0.1g。