TiO₂光催化技术出现于1972年，它不仅可将多种有机污染物彻底矿化去除，而且可破坏细菌的细胞壁和细胞膜从而起到杀菌作用，因此在环境卫生方面具有广阔的应用前景，成为近年来国内外的最热门的研究领域之一。TiO₂在造纸行业可用于废水处理和作为纸张填料和抗菌剂。然而，TiO₂在直接使用时往往会出现难分离、难回收、易凝聚和易失活等问题，而且还可能造成二次污染。负载型TiO₂光催化剂可以大大缓解上述问题，目前常见的负载材料有活性炭、SiO2、粘土和合成沸石等。我国天然沸石储量丰富，达400亿吨，开展TiO₂/沸石复合材料在造纸行业的应用研究，对于探索造纸废水处理新方法、研制新型环保型无机抗菌剂、合理开发利用天然沸石资源和促进TiO₂光催化技术的实际应用均具有重要意义。本文主要探讨了TiO₂/沸石复合材料在有色废水处理和纸张抗菌剂中的初步应用。首先以天然沸石为载体制备了TiO₂/沸石复合材料，讨论了盐酸、NaOH、NaCl三种改性方式对沸石结构及TiO₂/沸石复合材料光催化降解有色废水的影响，同时以金黄色葡萄球菌和大肠杆菌为试验对象探讨了Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺、Ag+掺杂的TiO₂/沸石复合材料的抗菌性能。实验中所用天然沸石取自广西桂林灵川县，利用XRD、FTIR、Raman、SEM、EDS、BET等测试方法对其结构进行了表征。采用溶胶-凝胶法制备了TiO₂/沸石复合材料，经200°C煅烧4小时后，复合材料XRD图谱上开始出现锐钛矿型TiO₂特征衍射峰。TiO₂/沸石复合材料对有色废水的光催化降解效果受到pH值、TiO₂负载量、复合材料用量、甲基橙初始浓度、空气流量、过氧化氢用量和使用次数等的影响，当甲基橙溶液pH=6.86，初始浓度15mg/L时，最佳TiO₂负载量为28%，复合材料最佳用量为2g/L。实验中采用盐酸、NaOH和NaCl对天然沸石进行改性，研究了负载TiO₂后制得的复合材料的光催化性能，结果表明盐酸处理和NaCl处理均可提高复合材料的光催化效果，且前者效果更加明显，最佳处理浓度为分别为0.4mol/L和1.0mol/L，而NaOH改性天然沸石制备的复合材料基本丧失了光催化性能。选取0.4mol/L盐酸改性的天然沸石作为负载材料，研究了Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺和Ag+掺杂对TiO₂/沸石复合材料光催化性能的影响。结果表明Fe³⁺和Zn²⁺掺杂均可明显提高TiO₂/沸石复合材料的光催化性能，而Cu²⁺掺杂对其光催化效果的影响不大，掺杂微量Ag+对复合材料的光催化性能有轻微提高，但是当继续增加掺杂量时，反而降低了光催化性能。金属离子对TiO₂/沸石复合材料光催化性能的影响与金属离子的离子半径、电荷、能级和掺杂量等有关，Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺和Ag+的最佳掺杂量分别为1.0%、2.0%、1.5%、0.5%。选取0.4mol/L盐酸改性的天然沸石作为负载材料，制备Fe³⁺、Zn²⁺、Cu²⁺和Ag+掺杂量分别为1.0%、2.0%、1.5%和0.5%的四种TiO₂/沸石复合材料，并研究其抗菌效果，发现Ag+掺杂的复合材料对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌均具有最佳杀菌效果。将天然沸石和上述四种复合材料作为填料制备了抗菌纸，和传统的阳离子淀粉和填料分开添加的方式相比，采用阳离子淀粉改性填料可明显提高填料的留着率，并且提高了纸张紧度、透气度、不透明度和匀度，但降低了撕裂指数、耐破指数和抗张指数，对于白度有轻微的负面影响。研究了上述纸样的抗菌效果，结果表明无紫外光照射时，含有未掺杂金属离子的TiO₂/沸石复合材料的纸样抗菌效果较差。而载铁复合材料和载锌复合材料的纸张具有一定的抗菌效果，且载铜复合材料和载银复合材料的纸样均表现出较高的抗菌率，说明TiO₂在无紫外光照射条抗菌效果并不明显，但是掺杂的金属离子可以起到抗菌作用，其杀菌性能顺序为载银复合材料＞载铜复合材料＞载锌复合材料≈载铁复合材料。因此金属离子的掺杂可以避免TiO₂/沸石复合材料需要紫外光照射才具备抗菌效果的局限性，大大拓展其应用范围。在有紫外光照射时，紫外光、掺杂的金属离子、TiO₂三者均具有杀菌作用。