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由于工业的迅猛发展,工业生产对人类的生活的环境造成了越来越严重的问题。其中,土壤中所含有的农药、重金属等,大气中含有的硫化物以及河流遭到的污染甚至连饮用水都遭到了破坏,这对人类的生活乃至健康都造成了极大的威胁。如何以较低的成本、更高的效率来净化环境的污染,逐渐成为了社会的关注点。其中,在解决水污染等方面,社会倾注了大量的资源。更多的能够分解那些存在于水体中的污染源的催化剂被发现。其中,TiO2由于其无毒且可二次利用的特点成为了人们的关注点。由于锐钛矿型的TiO2的导带与价带之间的带隙能为3.2 eV,在可见光的条件下其吸收可见光的效率比较低,降解能力比较有限。所以众多学者对TiO2作出了大量的探究来改善其在可见光条件下的光降解能力。其中,离子掺杂对其光催化性能的影响很大。有关学者已经对TiO2进行过Y、La、Ce、Yb、Nd、Dy、Eu、Gd等稀土元素单掺杂对TiO2光催化性能的影响以及Nd/Er、Nd/Eu、Eu/Ho、Eu/Yb、Gd/La等稀土元素共掺杂对TiO2光催化性能的影响,但关于稀土离子掺杂的溶胶-水热法对TiO2物相变化规律以及光催化性能研究还在不断有新的认识。本文以钛酸四丁酯作为钛源,通过溶胶-水热的方法来制备合成TiO2半导体光催化剂。在这个过程中探究水热合成时间、水热温度等对TiO2光催化剂性能的影响。最终优选出最佳降解能力的制备条件以及各个因素对TiO2光催化性能的影响规律。实验是在纯TiO2最佳制备条件的基础上掺杂了Ce以及Yb两种稀土元素以及共同掺杂两种稀土元素来进行的,在此基础上,探究其对TiO2光催化性能的影响。探究了不同的Ce掺杂量、不同的Yb的掺杂量对TiO2的影响规律。将水热得到的产物进行干燥之后进行了煅烧,并且研究了煅烧的温度对TiO2的影响规律。通过采用XRD、UV-Vis、SEM、TEM、BET、FT-IR、Zeta、TG-DTA等测试手段对其形貌、结构以及成分进行了分析,降解物选择为甲基橙溶液来表征其降解的能力。得出的结论如下:1.通过溶胶-水热法合成TiO2,当TiO2降解率最高时,其水热温度为180℃,水热时间为6 h。2.在最佳的制备条件下掺杂Ce,当Ce的掺杂量为0.1%时,其降解效率最高,且Ce的掺杂拓展了TiO2在可见光区的响应范围。随着Ce的掺杂量的增多,样品的粒径逐渐减少,增大了样品的比表面积。3.在最佳的制备条件下掺杂Yb,当Yb的掺杂量为0.05%时,其降解的效率高于其余掺杂量制备出来的TiO2。4.Ce及Yb的掺杂对TiO2生成金红石相起到抑制作用,拓展了可见光区吸收范围。且Ce与Yb共掺杂制备出的TiO2的比表面积大于单独掺杂两者所制备出的TiO2比表面积。