稀土元素掺杂TiO2纳米管阵列,研究煅烧温度、掺杂浓度、甲基橙初始浓度、pH值、盐的种类对其催化活性的影响。工业级纯钛箔为模板,选择镧(La)、铈(Ce)、钐(Sm)、钆(Gd)、镝(Dy)和钬(Ho)等六种稀土元素为掺杂元素,阳极氧化法制备不同稀土元素掺杂的TiO2光催化剂。以甲基橙为目标降解物,研究稀土元素掺杂TiO2纳米管阵列在可见光照射下光催化性能。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对钆与镝分别掺杂的TiO2纳米管阵列进行表征。SEM表明,制备的TiO2纳米管阵列管径在80～100nm,管壁厚10～20mm,管长比较均一为0.5μm。XRD表明,所制备的光催化剂为锐钛矿相和微量金红石相的混晶,钆及镝的掺杂抑制了TiO2晶粒增长,增加空穴捕获的途径,降低光生电子和空穴复合,扩大可利用光的波长范围,提高了光量子效率,增强光催化剂的催化活性。XPS表明,硝酸钆掺杂浓度为0.001mol/L、煅烧温度为550℃、阳极氧化30min,制备的钆掺杂TiO2纳米管阵列,在可见光照射下,降解10mg/L的甲基橙,降解率为75%,远大于未掺杂的TiO2纳米管阵列。一定量的稀土元素掺杂提高了TiO2纳米管阵列的光催化性能。制备条件对催化剂性能有较大影响,对稀土离子掺杂浓度、煅烧温度和阳极氧化时间进行了考察和优化。另外,还从目标降解物初始浓度、溶液pH、反应体系添加盐类等方面研究了反应条件对光催化反应的影响。钆掺杂TiO2纳米管阵列循环使用6次,仍然有良好的光催化性能,催化剂稳定性较好,具有潜在的工业应用价值。