该文叙述了二氧化钛的光催化原理.TiO<,2>是一种n-型半导体,它的能带结构由充满电子的低能导带和空的高能价带构成,价带和导带之间存在禁带,锐钛矿型TiO<,2>的禁带宽度为3.2eV.当能量等于或大于半导体的禁带宽度的光照射半导体时,半导体吸收光子的能量产生激发的电子和空穴;半导体的费米能级分裂成两个准费米能级:导带上电子的准费米能级和价带上的空穴的准费米能级.对于n-型半导体,电子的费米能级近似等于初始的费米能级,空穴的准费米能级比初始的费米能级低.半导体电极处在平带电位时,光激发的电子和空穴不久就被它们的重组所湮灭,然而在空间电荷层存在时,在电场作用下,电子和空穴彼此沿相反方向移动,被激发的电子和空穴被分离.在空间电荷层光激发的电子或空穴向电极界面迁移,参与阴极电子或阳极空穴的转移反应,产生了光电流.光电流可产生在不同于平带电位的任何电位,平带电位是光电流产生的起始电位.对一些半导体电极,光照射改变了平带电位,也就改变了光电流开始的电位.在暗处,n-型TiO<,2>半导体阳极的氧化反应可能不会发生,但在光照时,光激发增加了价带界面空穴的浓度,使得界面空穴的准费米能级p<ε>F比氧化还原反应的费米能级ε<,F(O2/H2O)>低,从而使阳极反应可以进行.半导体电极上,阳极反应速率由空穴的光生和运输控制.光激发产生的高活性的光生空穴具有很强的氧化能力,它可将OH-和H<,2>O氧化成强氧化性的·OH.·OH具有很高的氧化电位,能氧化大多数的有机污染物,且空穴本身也可使原本不能吸收光的物质氧化分解.因此,在光照下,TiO<,2>可使许多有机物分解.影响光催化活性的因素主要有催化剂晶体结构、催化剂颗粒的粒径、催化剂用量、有机物浓度、溶液pH值、光源与光照强度.提高光催化剂活性的方法包括修饰催化剂表面、加入氧化剂和光电催化.其次,该文研究了TiO<,2>薄膜对甲醇的光电催化性能.采用提拉法将TiO<,2>固定在不锈钢基底上,制成TiO<,2>薄膜电极.借助于光电化学测试手段,确定采用溶胶-凝胶法制备的胶体,提拉4次,在450℃高温下煅烧30min,用pH=13的Na<,2>SO<,4>溶液作支持电解质,此时的薄膜光催化性能最好.考虑到TiO<,2>溶胶作光催化剂回收难的问题,采用提拉法将TiO<,2>固定在导电玻璃上,制成TiO<,2>薄膜.在不同光照时间里,使用分光光度计测定滴有甲基橙溶液的TiO<,2>薄膜的吸光度的变化,探讨TiO<,2>薄膜对典型有机物甲基橙的降解情况.实验发现,不同的催化剂、催化剂的用量、甲基橙的初始浓度和光照强度对甲基橙的脱色都有影响.最后,研究了TiO<,2>粉体在水中的分散.通过超声分散法制成TiO<,2>溶胶、再用分光光度计测定悬浊液沉降一定时间后溶胶的透光率,以期得到浓度较高且稳定的胶体.多次比照实验后发现,采用六偏磷酸钠作分散剂,粉体与水的质量比为0.75％制得的胶体最稳定.