本论文以吸附法去除水体中砷污染为出发点，重点讨论二氧化钛对砷吸附机理以及光催化过程模型。　　1.无光条件下，以3D-TiO2为吸附剂，探索其对砷酸（As(V)）/亚砷酸（As(III)）的吸附行为，分别进行pH值影响、吸附动力学、吸附剂“固体效应”、吸附等温线、深度处理能力宏观实验，并且借助Raman光谱表征吸附前后材料表面化学环境变化。通过pH值影响实验确定3D-TiO2与As(III)、As(V)的结合方式分别以内层复合物配位、静电力为主；吸附动力学数据的吸附方程拟合结果证明，表面吸附反应为速率控制步骤。特别地，3D-TiO2对As(III)的吸附性能优于As(V)，3D-TiO2对As(III)具有深度处理能力，去除率达100％；根据3D-TiO2材料独特的核-壳结构特性，认为吸附过程由三阶段完成：外表面介孔快速扩散；内孔道（微孔）缓慢填充；表面化学吸附反应。　　2.紫外光下，以3D-TiO2为As(III)光催化氧化催化剂，进行光催化氧化As(III)的机理,特别是主氧化剂定性问题探讨。首先确定3D-TiO2的光学稳定性，以及As(III)的存在对3D-TiO2光学性质的影响，并且确定其他氧化方式如自氧化、As(III)光响应自氧化等氧化方式对光催化氧化的影响。考察了电子捕获剂Cu2+、空穴捕获剂甲酸钠（SF）、羟基自由基捕获剂叔丁醇（TB）对As(III)吸附过程以及无催化剂时光照自氧化的影响，确定所选捕获剂的作用单一性，探讨它们在3D-TiO2+As(III)+UV催化体系相互制衡作用。实验证明，3D-TiO2光催化氧化As(III)过程的主氧化剂为超氧自由基及氧气光生衍生体，光生空穴为辅助氧化剂，而羟基自由基有可能参与氧化，但是光生电子还原作用将其氧化作用抵消。该氧化机理的产生与材料核-壳结构有关，因空穴与羟基自由基无法进入3D-TiO2材料内部孔道，无法参与材料孔道内的As(III)光催化氧化反应。　　3.利用水热法将锐钛矿二氧化钛与锰氧化物复合，制备Ti-Mn复合氧化物材料。利用XRD、FTIR、Raman、XPS表面分析技术确定材料组成；借助SEM/EDS、TEM了解材料微观形貌及晶体结构信息；通过对比复合材料、单纯二氧化钛材料和单纯锰氧化物材料在有、无光照条件下的吸附As(III)性能实验，考察材料的吸附及光催化性能。通过对实验数据分析，结合材料表面分析结果（XPS、Raman、FTIR），证明羟基自由基为钛锰复合氧化物光催化氧化As(III)的主氧化剂。锰氧化物光促氧化机理体现在两方面：其一，锰氧化物自身可以氧化部分As(III)；其二，二氧化钛相光生电子-空穴在两种晶面间的传递，降低二者复合率，将因普通氧化As(III)还原至低价的锰元素重新氧化至高价，继续发挥氧化作用提高复合材料光催化氧化As(III)效率，两种氧化物相发挥协同光催化氧化作用。　　4.通过上述三部分工作的开展，证明二氧化钛材料的结构影响光催化氧化As(III)机理，认为二氧化钛材料体系的氧化过程受催化条件、催化剂材料微观结构等因素影响，为二氧化钛光催化氧化As(III)机理的争议问题提供借鉴。