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针对当前TiO2光催化剂在实际应用中光谱吸收范围窄、难回收的问题,本研究从催化剂的制备上入手通过改进制备条件,制备了一系列不同结构和形貌的纳米二氧化钛光催化剂,并通过现代表征方法探究材料的晶相、物理化学性质以及表面修饰对光催化活性影响的本质。首先,以低品位的硅藻土为主料,采用固相烧结法制备出粒径约为3 mm的硅藻土基陶粒,主要晶型为SiO2。硅藻土在煅烧后形成的有机孔隙系统构成了陶粒的多孔性能,比表面积约为6.64 m2/g,孔径范围为5004500 nm,孔隙率约为42.1%,陶粒具备良好的吸附性能。其次,以酞酸四丁酯为钛源,通过正交实验和单因素实验,优化溶胶-凝胶法制备纳米TiO2的工艺条件:聚乙二醇用量0.5 g、水解反应时间90 min和将B液逐滴（4ml/min）加入搅拌着的A液、陈化12 h、冷冻干燥、650℃煅烧2 h。所得样品纯度高,平均粒径约为26.5 nm,锐钛矿相含量约为90.38%,混晶作用下在紫外光下光催化性能好,但在可见光下几乎没有催化效果。以尿素为氮源、以硫酸铵为硫源,对纳米TiO2掺杂改性,结果显示:氮掺杂最佳掺杂比为0.02%,可见光照射2 h,对甲基橙的降解率达78.91%;硫的最佳掺杂比为1%,可见光照射2 h,对甲基橙的降解率达86.89%。通过表征得到:氮离子以N2O22-的形式与二氧化钛中的O形成共价键,形成了缺陷位置,使其价带位置升高、禁带宽度减小、吸收光谱红移;硫离子以S6+存在于样品中,形成S—Ti—O键,2p轨道出现杂化,在TiO2能带中形成杂质能级,使其禁带变窄,实现对可见光的吸收;氮和硫的引入提高了样品的相变温度、抑制锐钛矿相转变为金红石相。而后,采用溶胶-凝胶法按负载比例=1:3（二氧化钛:陶粒）制备掺杂负载型复合光催化剂,可见光下2 h对甲基橙的降解率达59.33%。负载后材料表面覆盖一层掺杂纳米二氧化钛粒子,热稳定性较未负载前要好,相变温度提高,可能的原因是载体与二氧化钛之间形成了Si—O—Ti键,该键的形成对锐钛矿相晶型起了稳定的作用。最后,PAM模拟废水的初始浓度为50 mg/L,氮掺杂纳米二氧化钛/硅藻土基陶粒的投加量为15 mg/L,反应体系的初始pH为3时,复合材料对PAM模拟废水的降解率3 h可达63.12%,使用紫外光照射复合光催剂使其再生后,材料对PAM的降解率虽略有下降,但去除率仍达50.03%,显示出其资源节约的优点。