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二氧化钛是一种应用非常广泛的材料,其无毒稳定且廉价易得,在环境和能源这两大备受关注的领域都有很理想的表现。其中光催化可以将传统方法难以降解的有机污染物分解为水和二氧化碳等简单的对环境无害的物质,是很有前景的应用方向。单纯的TiO2禁带较宽,可见光的利用率低,光生电子和空穴的复合率较高,且易转变为催化活性较弱的金红石结构,限制了TiO2材料在光催化领域的进一步应用。本文通过对TiO2的结构调控和及组分掺杂对TiO2改性,深入研究TiO2的合成方法、微观结构、光学、光催化性能及相关的理论机制。主要研究内容如下：1.以硫脲为S源制备了掺杂的TiO2材料,研究了煅烧温度、结晶方式及掺杂量对Ti02的结构及光学性能的影响。实验表明,直接水解得到的无定型TiO2经煅烧后所得产物物相以锐钛矿为主。S掺杂的TiO2的光学性能发生变化,1：4掺杂的样品的吸收边红移了约50nm,在400-520nm范围内出现二条吸收边,350-420nm间出现漫反射平台。经400℃煅烧的样品光催化性能最好,800W汞灯照射下,60min时几乎可以分解全部的亚甲基蓝。这得益于该样品较大的吸附量、锐钛矿/金红石复合相以及S掺杂导致的带隙红移。2.以乙酸乙酯为分散剂通过水热方法制备了由尺寸为8-10nm的纳米晶聚集而成的TiO2介孔材料。材料的比表面积达到了77.32m2/g,孔径主要分布在4-14nm。锐钛矿为主要晶型,复合有少量的板钛矿。其光催化性能良好,在300W汞灯下70min分解约73%的亚甲基蓝。对该形貌的Ti02进行了Co掺杂,较大程度地改变了TiO2的吸光能力,但是掺杂对光催化的作用是负面的,这可能是因为Co的掺杂引入了很多缺陷,增加了电子空穴的复合率。3.以甲苯和间苯二酚的聚合反应所得产物为模板,钛酸四丁酯为钛源制备了具有空间骨架结构的TiO2材料,研究了在不同的聚合阶段处理条件对TiO2产物微观结构的影响。随着聚合度增加,样品中的孔隙直径增加,颗粒变小,发展为多孔的骨架结构。对C/TiO2复合物进行不同条件下的除碳处理表明,随着保温时间增长,骨架结构的颗粒大小和孔径都有所增加,但对光催化性能影响不大。煅烧时间对样品的形貌影响较大,随时间增长,样品的孔隙变大,除碳温度的变化会引起不同程度的C元素的残留,而导致当温度为400℃时,光催化的效果比较好,90min时分解约50%的亚甲基蓝。