随着微量有机污染物（MCs）在我国以及世界各地水源和室内空气中被频繁检出,MCs污染已成为全球性环境问题,亟需开发出经济高效的MCs净化材料。本论文为了克服MCs的传质阻力,在制备高活性晶面TiO₂薄膜基础上,对其进行了纳米孔和Pt单原子修饰,探究了材料结构与光催化降解MCs活性的关系,从而研制高效的MCs光催化净化材料。同时设计制作了一款真空紫外光催化氧化（VUV-PCO）空气净化器,促进材料的实际应用。主要研究内容及成果如下:（1）采用一步水热法在制备高活性{001}晶面暴露TiO₂薄膜的同时实现了材料的纳米孔修饰。考查了Ti片预处理、水热条件对TiO₂晶面上纳米孔形成的影响,获得了制备的优化条件。基于TG/DTA-MS分析和水热反应后Ti片清洗及热处理影响结果,发现煅烧期间TiO₂晶面残留的有机物和HF酸及其在煅烧过程中的转化和反应对于TiO₂晶面上纳米孔的形成至关重要。（2）通过静态和动态实验,研究了纳米孔TiO₂薄膜对水中低浓度止痛灵的紫外（UV）和真空紫外（VUV）光催化降解。发现当止痛灵浓度高于450 ppb时,纳米孔薄膜表现出比无孔及P25薄膜高得多的UV光催化活性,接近负载Pt颗粒薄膜的光催化活性。而当浓度降至100 ppb时,甚至表现出比负载Pt颗粒薄膜更高的活性。连续47天动态实验发现具有很好的长期稳定性。当浓度低至15 ppb停留时间只有1.8 min时,VUV光照下仍然显示出光催化活性。纳米孔对促进低浓度止痛灵传质、光生载流子分离和羟基自由基生成均具有重要作用。（3）研究了纳米孔修饰的TiO₂薄膜对气相低浓度甲苯的光催化降解,发现低浓度（25 ppb）下光催化效果明显。设计制作了一款由纳米孔TiO₂薄膜为光催化单元,Mn-Fe催化剂为臭氧去除单元的VUV-PCO空气净化器,在实际密封房间中,通过间歇和连续运行评价了同步去除VOCs和副产物O₃的性能。表明该净化器能连续有效地同步去除室内空气中的苯系物、醛酮类污染物和副产物O₃,且稳定性良好。（4）采用浸渍还原法对纳米孔TiO₂薄膜进行了进一步Pt单原子修饰,发现H₂PtCl₆浓度是影响单原子分散的关键因素,HAADF-STEM和XAS表征证实了单原子分散。修饰后TiO₂薄膜VUV光照下停留时间仅0.3 s,对空气中200 ppb甲苯去除率达到45.88%,远高于修饰前和负载Pt颗粒的材料,光催化效率是修饰前的5.94倍;停留时间仅0.5 min,对水中500和100 ppb止痛灵降解率分别达到94.52%和100%,为修饰前的1.90和2.07倍,能耗仅为修饰前的28%。水中和空气中稳定性均良好。单原子Pt作为催化反应的活性中心和电子捕获中心,与纳米孔和高活性晶面之间协同作用,大大促进了MCs的光催化降解。