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现代化工业的发展同时对环境也造成了一定的不良影响。三废的产生（废水、废气、废渣）日益恶化生存环境。其中，有机污染物是全球性的主要环境污染物之一。释放在环境中的有机类污染物长期积累，存在潜在的环境风险，而且具有强烈的致癌、致畸、致突变作用，严重危害人类健康。光催化氧化降解和矿化有机污染物是光催化环境应用的重要方面。半导体光催化材料由于具有强氧化能力可降解多种有毒有害的有机污染物，同时，其环境友好，可利用太阳能，反应条件温和，成本低，因而具有极其广阔的应用前景，日益受到国内外学者的关注。在众多光催化剂中，氧化钛被认为在应对能源和污染挑战时可以起到重要的作用。TiO2光催化剂可以无选择氧化废水中3000多种难降解的有机污染物，使其降解为CO2、H2O和其它无机产物，TiO2本身为惰性、无毒化合物，无二次污染，并具有低能耗、易操作等多种优点。然而，TiO2体系的主要缺点是效率低，禁带宽度较宽（即只能被紫外光激发）以及粉体催化剂存在难回收的问题。本论文围绕材料的固载、修饰和形貌三方面开展工作，主要研究材料的形貌，掺杂组分与催化性能的内在联系，研究内容分为以下三部分：1、离子液体辅助制备花球形氧化钛膜材料及其光催化降解染料的研究本文采用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体辅助双氧水氧化金属钛片，在基底上制备得到表面为花球型氧化钛球的锐钛矿相二氧化钛膜。运用了TG、XPS、XRD、FESEM、UV-vis DRS、N2吸脱附等测试手段表征所制备催化剂的结构。以罗丹明B为目标降解物，在紫外光（310nm，8W）下考察了样品制备过程中反应时间以及离子液体用量对薄膜形貌和光催化性能的影响。同时，光催化寿命实验表明材料稳定性良好，可以重复使用。2、原位合成有序大孔Bi/TiO2膜材料及其光催化性能的研究本文通过溶胶凝胶法结合胶体晶体模板原位制备了具备有序大孔结构的Bi/TiO2薄膜。选择亚甲基蓝水溶液为降解对象来评估光催化剂性能。实验中主要考察了材料中Bi含量、薄膜形貌和厚度对催化活性的影响。采用FESEM、XRD和DRS等测试手段对材料进行了表征。结果表明，该方法可以制备得到有序大孔的Bi/TiO2薄膜材料，原位引入Bi修饰后，薄膜材料的可见光活性获得很大的提高，Bi的修饰有效降低了载流子的复合。使用模板法制备得到的有序大孔结构的薄膜催化性能明显优于直接浸渍提拉制备的薄膜。3、离子交换法制备有序大孔CdS/TiO2膜材料及其光催化性能的研究本文引入了CdS修饰TiO2制备有序大孔薄膜，制备过程中原位添加Cd元素，通过焙烧合成有序大孔的CdO/TiO2的复合材料，再通过S离子交换制备CdS修饰TiO2薄膜。有序大孔结构使催化剂薄膜具有较大的比表面积。采用CdS修饰后，催化剂薄膜光吸收发生红移，增强了可见光吸收。薄膜在可见光激发下降解对氯苯酚、罗丹明B实验中显示出较好的催化活性。