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作为高级氧化技术中的重要方法之一,光催化氧化处理技术具有高效、反应条件温和以及无二次污染等优点。本论文以难降解有机废水中的目标污染物苯酚为处理对象,自制负载型金属离子掺杂改性纳米Ti O2光催化剂,首先通过XRD、SEM、TEM、XPS和UVVis等表征分析了Ce和Fe两种掺杂金属离子的掺杂量及载体Si O2的负载量等因素对改性纳米Ti O2催化剂物化性能的影响。其次研究了催化剂的投加量、苯酚初始浓度和初始p H、反应时间和光源类型等操作条件,以及助催化剂H2O2同掺杂金属离子的协同作用等因素对改性纳米Ti O2光催化降解苯酚过程的影响;同时对改性纳米Ti O2光催化氧化降解苯酚反应动力学和降解机理进行了初步探讨。最后结合UV-Vis分析,以活性艳红X-3B为另一种目标降解污染物,研究了该催化剂的普适性。本论文取得的主要研究结论如下:(1)采用共沉淀法合成Ce O2-Ti O2、Fe2O3-Ti O2、Ce O2-Ti O2/Si O2和Fe2O3-Ti O2/Si O2等系列改性纳米Ti O2催化剂,考察了Ce和Fe掺杂量和Si O2负载量对改性纳米Ti O2催化剂的晶粒尺寸、微观形貌及元素组成等物化性能的影响。结果表明,当Ce:Ti掺杂摩尔比为0.01:1,Si O2负载量为0.5的催化剂Ce O2-Ti O2/Si O2(简称C0.01T1S0.5)时;当Fe:Ti掺杂摩尔比为0.1:1,Si O2负载量为0.5时催化剂Fe2O3-Ti O2/Si O2(简称F0.1T1S0.5)时,这两种催化剂的晶粒尺寸在10nm左右,球形颗粒分散均匀,催化剂表面Ti3+浓度最高,光激发响应范围最大。(2)当苯酚浓度为30mg/L,C0.01T1S0.5催化剂投加量为2.6g/L,溶液反应p H值为4,光催化反应180min时,苯酚降解率分别达到96.7%;当F0.1T1S0.5催化剂投加量为1.5g/L,苯酚降解率达到为93.1%,而且掺杂金属离子与助催化剂H2O2之间的协同效应使得苯酚的降解率显著提高,其中反应90min后苯酚降解率达到95%以上,120min后几乎达到完全降解。(3)通过对改性纳米Ti O2光催化降解苯酚后的水样进行UV-Vis分析,同时结合高效液相色谱(HPLC)检测分析了降解过程中产生的中间产物,改性纳米Ti O2光催化氧化处理苯酚的降解机理和降解路径更加明确,为Ti O2光催化剂的实际应用提供了理论依据。(4)采用活性艳红X-3B为偶氮染料研究对象,开展了改性纳米Ti O2光催化反应降解活性艳红X-3B废水的试验研究。通过检测反应前后溶液中的Cl-和NO3-等离子浓度进一步确定活性艳红X-3B的光催化降解情况。而且在该光催化反应体系中产生的·OH的强氧化作用,促使偶氮基团中的不饱和双键发生断裂,进而使得萘环、苯环和三嗪基团等被氧化,发生开环反应,最终使得大分子活性艳红X-3B的染料最终降解为无毒无害的小分子物质。