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采用MEVVA源离子注入和电子束辐照两种射线束技术改善TiO<,2>对可见光的利用效率，并提高TiO<,2>在紫外光和可见光作用下的光催化效率。分别在溶胶—凝胶法制备的TiO<,2>薄膜内注入了V、Cr、Fe三种过渡金属离子，在表面上沉积了Ag、Pt、Pd、Au四种贵金属纳米颗粒。采用X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、EDX和紫外-可见(UV-Vis)透射技术对射线束技术增强的TiO<,2>薄膜进行表征。以光催化降解甲基橙(MO)为模型反应考察了射线束技术增强TiO<,2>薄膜在紫外光和可见光作用下光催化效率及光催化降解MO的动力学特征。用基于密度泛函理论(DFT)的线性缀加扩展平面波(LAPW)方法计算了锐钛矿TiO<,2>电子结构(态密度和能带结构)，在此基础上还计算了V、Cr、Fe三种过渡金属元素和Ag、Pt、Pd、Au四种贵金属元素掺杂后的TiO<,2>的电子结构。通过紫外一可见光谱研究发现，经两种射线束技术改性后的TiO<,2>薄膜光谱都发生了红移，实验表明这两种方法都是拓展TiO<,2>吸收光谱的有效手段。在光催化降解MO实验中，以反应速率常数k为参比，研究了两种射线束技术对TiO<,2>紫外光和可见光光催化能力的拓展情况。结果表明，电子束辐照技术在紫外光和可见光作用下均可显著提高TiO<,2>的光催化降解MO的能力，对可见光作用下TiO<,2>光催化降解MO的能力的提高尤其显著。过渡金属离子注入降低了TiO<,2>紫外光光催化降解MO的能力，但是却提高TiO<,2>可见光光催化降解MO的能力。理论计算表明，过渡金属和贵金属掺杂，都可以改变TiO<,2>的电子结构，引入间隙能级，降低TiO<,2>的带隙宽度，这是TiO<,2>增强吸收可见光的能力、提高TiO<,2>的可见光光催化效率的主要原因。