纳米TiO2化学性质稳定、难溶于酸和碱、成本低而活性高，应用前景好。本文利用溶胶凝胶-化学还原法制备了纳米Fe0与TiO2复合催化剂。XRD、XPS、UV-Vis等一系列表征手段显示Fe0对催化剂光吸收和光催化性质有显著影响，Fe0/TiO2催化剂较TiO2可见光响应有明显提高。将其应用于目标污染物-2,4-DCP的紫外光催化降解研究，得到以下结果：
　　 (1)不同Fe0添加量的Fe0/TiO2催化剂光催化降解2,4-DCP，最佳铁的复合量为1.0wt％；考察了不同操作条件对2,4-DCP降解效率的影响：增加2,4-DCP初始浓度导致降解效率降低，但降解量及脱氯产物增加，有溶解氧存在下的酸性条件更加有利于2,4-DCP的催化降解；对矿化程度及反应动力学分析表明，TOC的去除率与2,4-DCP的降解效率的结果相吻合，但是反应结束氯离子释放量达到97％以上时，TOC浓度仍有21％剩余；分别用Fe0/N2、Fe0/空气、ZiO2/UV、Fe0-TiO2/VIS和Fe0-TiO2UV五种不同的降解方式降解2,4-DCP，结果表明Fe0/TiO2催化剂在紫外光下催化降解2,4-DCP无论是降解效率还是矿化程度均优于其它降解方式，原因在于铁的不同价态间的循环提高了复合催化剂光催化降解活性；可能的反应机理包括吸附、脱氯、羟基化、开环，主要反应产物为CO2和氯离子。
　　 (2)为了提高催化剂的回收利用率，利用溶胶凝胶-浸渍提拉法制备了不同Fe0含量的Fe0/TiO2/ACF复合膜，并分别应用于2,4-DCP的降解反应，确定最佳铁的复合量为1.0wt％；考察了不同操作条件对2,4-DCP降解效率的影响：在复合膜中加入少量的活性炭纤维(ACF)可实现中间产物的继续降解，使得TOC去除率从45％提高到74％，初始浓度从10-30mg/L增加到50-100mg/L，2,4-DCP的降解效率由100％降为62％，但同时降解量及脱氯产物增加，酸性条件更利于2,4-DCP的降解；矿化程度及反应动力学分析表明：2,4-DCP的降解速率、脱氯反应速率大于它的矿化速率，反应结束时，溶液中仍有26％的TOC剩余，动力学分析表明反应符合二阶段的一级反应；对复合膜的稳定性和持久性进行了考察，结果表明所制备的复合膜连续使用七次2,4-DCP去除率保持在90％以上，XRD结果表明催化剂反应前后没有明显变化，仍有Fe0存在，复合膜膜通量较基膜没有降低；其反应机理包括吸附、脱氯、羟基化、开环，主要反应产物为CO2和氯离子。