工业废水中有毒杂环化合物的处理是一个具有重大实用价值的研究课题。本文在综述二氧化钛光催化剂的制备和光催化氧化处理有机废水的基础上,较为系统的研究了二氧化钛光催化剂的制备、镧系元素离子改性二氧化钛及其在光催化降解咪唑中的应用。结果表明,采用溶胶-凝胶法制备的二氧化钛光催化降解杂环化合物咪唑,具有工艺设备简单,操作条件易控制,光源的利用率高,有效降解有毒污染物和无二次污染等突出优点,具体研究内容如下: （1）以四氯化钛为原料,采用溶胶-凝胶法制备TiO₂粉体,对比研究了不同的溶胶体系、焙烧温度等条件所制得的TiO₂粉体的光催化性能。结果表明,以乙醇为溶剂的溶胶体系,并在500℃空气气氛中焙烧2小时所得的TiO₂具有较高的催化活性,对咪唑的降解性能较好。 （2）为了进一步提高TiO₂的光催化活性,制备了La³⁺,Ce³⁺,Pr³⁺,Nd³⁺,Sm³⁺,Eu³⁺,Tb³⁺,Dy³⁺,Ho³⁺,Tm³⁺等不同镧系元素离子掺杂的TiO₂光催化剂,用X-射线衍射（XRD）,X-射线光电子能谱（XPS）,光致发光光谱（PLS）和表面光电压谱（SPS）等表征手段对掺杂改性的TiO₂进行了表征,并且在紫外光照射下测试了其光催化性能。结果表明稀土离子掺杂可以有效提高TiO₂表面光激发载流子的分离效果,从而提高了TiO₂的光催化活性。考察了不同稀土离子浓度对掺杂TiO₂光催化剂性能的影响规律,发现不同浓度Tb³⁺掺杂TiO₂的光催