本文工作采用溶胶．凝胶法制备了掺杂稀土离子RE<3+>-TiO<,2>纳米催化剂(RE<3+>=La<3+>、Gd<3+>、Ce<3+>、Nd<3+>或Y<3+>)，以有机染料甲基橙为模拟反应物，考察了RE<3+>-TiO<,2>的液相光催化活性；研究了催化剂制备条件以及反应条件对其光催化性能的影响。业已确定出溶胶制备的最佳条件为，乙酰丙酮：钛酸丁酯加入量=1∶20(mL)，pH3.3；稀土离子掺杂浓度在0.7％～1.3％，催化剂焙烧温度500℃，当甲基橙溶液的pH值为中性稍偏酸性时，降解效果较好；催化剂的最佳用量为每升甲基橙溶液1.0g；掺杂稀土离子种类对TiO<,2>催化剂在可见光下的降解率影响很大，其降解甲基橙的活性顺序为：Nd<3+>-TiO<,2>>Y<3+>-TiO<,2>>Gd<3+>-TiO<,2>>La<3+>-TiO<,2>>Ce<3+>-TiO<,2>>TiO<,2>。所有掺杂稀土离子的催化剂均比纯的TiO<,2>的降解率(15％)有较大的提高。Nd<3+>和Y<3+>掺杂的TiO<,2>降解活性最好，约为45％，而Cd<3+>和La<3+>掺杂TiO<,2>为39％左右，掺Ce<3+>的为30％左右；另外，自制TiO<,2>催化剂可以回收利用，使用5次后，降解活性趋于稳定，基本能保持在34％左右。 用XRD、XPS、PL和FT-IR对催化剂的结构和光电子特性进行了表征。从XRD分析可知，当焙烧温度为500℃时，稀土掺杂TiO<,2>纳米催化剂基本变为锐钛矿型，颗粒粒径均小于30nm，当温度继续升高则出现金红石型，颗粒粒径有变大的趋势。这与锐钛矿型催化降解活性最好、焙烧温度过高活性下降能很好地吻合。在XRD谱峰中，未出现稀土离子峰，说明稀土元素已掺入到TiO<,2>晶格中去，引起了TiO<,2>能带结构的改变，同时还可能引起晶格畸变，导致禁带宽带的改变，提高了稀土掺杂TiO<,2>在可见光下的催化活性；XPS谱图分析表明，稀土Y<3+>和Nd<3+>掺杂后，掺杂TiO<,2>的Ti-2p轨道电子结合能均有不同程度的下降，其中Y<3+>掺杂TiO<,2>的电子结合能比纯TiO<,2>的下降0.5eV，Nd<3+>掺杂TiO<,2>的电子结合能下降为0.7eV。结合能458.32eV、457.45 eV和456.37eV对应钛的Ti<4+>、Ti<3+>和Ti<2+>三种价态，证明稀土离子掺杂后催化剂中出现了一定量的三价和二价钛，导致氧空位，这有利于可见光催化活性的提高；PL研究结果显示，掺杂后峰强度有变化，光生载流子的分离效率提高。在FT-IR谱图中，稀土离子掺杂后，表面吸附水的伸缩振动峰有所减弱，说明掺杂降低了复合物的亲水性，而增强了催化剂对反应物的吸附性能，有利于降解率的提高。