随着能源化工行业的快速发展,大气中挥发性有机污染物（Volatile Organic Compounds,VOCs）排放量逐年增加,给生态安全以及人体健康带来严重威胁。以二氧化钛（TiO₂）为基础的光催化氧化技术（Photocatalytic oxidation,PCO）被认为是一种很有前景的VOCs治理方法。但大多数TiO₂改性材料对光能利用率还有待进一步提高且在VOCs治理领域的研究还很有限。为解决这些问题,本文选取甲苯为目标污染物,通过晶面调控、Ag/Ag₂O改性和氮掺碳量子点（Nitrogen-doped quantum dot,NCDs）掺杂逐步提高TiO₂的光催化活性。主要研究结内容如下:（1）十面体二氧化钛（D-TiO₂）制备及优化。采用氢氟酸（HF）水热法制备具（001）晶面D-TiO₂。表征和紫外光催化降解结果表明,水热时间24 h、水热温度200℃和HF添加量为3.4 mL,（001）晶面占比最大为60.3%,甲苯光催化降解率最高为94.9%。（001）晶面形成有利于光生电子-空穴分离,进而促进甲苯光降解率提高。（2）化学还原-沉淀法制备Ag/Ag₂O@TiO₂及其对甲苯的光催化降解。透射电镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）表明,TiO₂由（001）/（101）晶面组成,表面负载的银以Ag和Ag₂O形态存在;紫外可见吸收光谱（UV-vis）、光致发光光谱（PL）、电化学阻抗图谱（EIS）和光电流曲线表明,Ag/Ag₂O共掺杂有利于紫外-可见光吸收及光生电子分离。在最优降解条件下:甲苯进气浓度为222～469 ppm,气体停留时间是2.5 s,相对湿度范围为55～75±5%,光催化剂用量是0.02 g.cm-2时,Ag/Ag₂O@TiO₂对甲苯光催化降解效果最佳。在紫外光和模拟太阳光下,甲苯的降解率可达99.3%和48.3%,持续光催化降解400 min,Ag/Ag₂O@TiO₂仍可保持较高的催化活性和稳定性。在自然太阳光下,甲苯也有28.5%的降解率,具有实际应用潜力。Ag/Ag₂O@TiO₂光催化降解机理推测为:Ag的优良导电性和Ag₂O低能价带嵌入协同地促进光生电子分离转移和提高可见光吸收,防止Ag₂O光分解,促进超氧自由基（·O₂-）生成。（3）Ag/Ag₂O-NCDs@TiO₂的制备及可见光催化降解甲苯。采用浸渍-煅烧法制备NCDs@TiO₂,化学还原沉淀法制备Ag/Ag₂O-NCDs@TiO₂。TEM、XRD和XPS表明催化剂由TiO₂组成,上面负载了 Ag、Ag₂O和NCDs;FTIR、UV-vis和PL表明其表面有大量-OH,可见光吸收以及光生电子分离率明显提高。在最优条件即甲苯进气浓度220 ppm,气体停留时间3.2 s,光催化剂用量0.01 g·cm-2及相对湿度为37～63±5%时,可见光下,Ag/Ag₂O-NCDs@TiO₂对甲苯光催化活性明显较NCDs@TiO₂提高,甲苯的降解率由28.0%提高至49.1%,在模拟太阳光下可达78.8%。猝灭实验结果表明,光催化主要活性物质为.O₂-、空穴和·OH;Ag/Ag₂O-NCDs@TiO₂光催化机理推测为Ag表面SPR效应和NCDs上转换作用提高了 Ag/Ag₂O-NCDs@TiO₂的可见光吸收;由于NCDs和Ag优良导电能力,光生电子快速转移,防止Ag₂O光分解,同时促进·O₂-、空穴和·OH生成,进而将甲苯分子降解。