迄今为止,在半导体材料中,TiO₂被公认为是最好的光催化材料。作为光催化剂,纳米TiO₂具有安全、无毒副作用、性能稳定、成本低廉、无二次污染等优点。但目前在其实用化过程中仍然面临许多问题:如纳米TiO₂在可见光下的活性不够高、粉末直接使用时难以回收、催化剂容易中毒等。现有的研究工作大多集中在提高光催化剂的活性方面,如通过改进制备方法、对纳米TiO₂进行掺杂和表面改性等来提高其活性;而关于催化过程的动力学机理研究、催化剂使用寿命和再生方法的研究以及使用环境中离子对其光催化活性影响的研究却很少。因此系统而深入地研究催化过程的动力学机理以及催化剂使用寿命等具有深远的现实意义,它将为纳米TiO₂的广泛应用提供理论依据。论文的主要研究工作和结论如下:1.以自制的表面活性剂为分散剂,以廉价易得的工业偏钛酸为原料,经酸溶、水解制备纳米正钛酸前驱体,再经煅烧后制备纳米TiO₂粉体,深入研究了煅烧温度和煅烧时间对纳米TiO₂的晶体结构、粒度以及催化活性的影响。2.针对目前缺乏统一的光催化活性评价标准和评价方法,提出了评价光催化剂应用性能的一个重要的量化指标——本征光催化速率的新概念,并利用该指标对几种光催化剂的性能进行了比较;实验证实,该指标能综合反应光催化剂活性的大小,并用于指导光催化剂的研究和生产。3.分析了催化过程的扩散、吸附和表面催化反应等步骤的动力学机理,给出了一些重要的过程参数和方程式,如颗粒吸附速率方程,吸附常数,光催化反应的的速率方程以及光催化速率常数等。研究表明:（1）光催化反应的动力学过程由于需要光的参与,因而与传统的