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工业发展给环境带来了对水的污染，我国现行的污水处理方法虽然工艺成熟，但对于水体中存在的低浓度、生物难降解的某些有机污染物是无法去除的。在众多的光催化剂中，二氧化钛（TiO2）以其价廉、无毒、稳定性好、催化效率高、能够再生循环利用等优点，成为目前研究的热点。然而仍然有两个因素限制了TiO2的工业应用：一是纯的TiO2光催化效率比较低；二是TiO2纳米颗粒催化剂易团聚，难以回收利用。为了解决上述的问题，掺杂和负载化是两个很好的方法和途径。
本文用静电纺丝和溶胶-凝胶法相结合的方法，把含有钐离子和TiO2前驱体的PAN溶液，通过静电纺丝法制得钐掺杂的TiO2前驱体/PAN纤维，经过预氧化、浸渍水解和焙烧处理后，制得了钐掺杂的TiO2纳米颗粒负载于碳纳米纤维表面的杂化光催化材料（Sm-TiO2/CNFs）。为了研究Sm掺杂浓度、烧结温度以和纤维负载化对催化材料的表面形态、晶体结构的影响，我们分别做了SEM、TEM、EDX、XRD和XPS等测试表征，结果表明经过预氧化、水解和600℃、700℃和800℃碳化处理得到了不同的Sm-TiO2/CINFs，纤维表面负载的TiO2颗粒尺寸随着温度的升高而增大；同时晶体的类型也逐渐由锐钛矿向金红石相转变，600℃的样品中TiO2只有锐钛矿单一的晶相。在所有的样品中，钛元素都是以+4的形式存在于TiO2，均匀分散在碳纳米纤维的表面。为了研究Sm-TiO2/CNFs的光催化性能，我们表征了样品在紫外光下对甲基橙溶液的光催化降解效率。与TiO2粉末相比，TiO2/CNFs的光催化活性要好一些，因为CNFs的较强吸附能力，纤维负载使TiO2/CNFS获得了吸附-催化的协同效应。相对于TiO2/CNFs，Sm-TiO2/CNFs的光催化活性有了明显的提高，这是因为Sm对TiO2的掺杂作用，且随着Sm掺杂量的增多，Sm-TiO2/CNFs的光催化活性先提高后降低，存在着一个最佳掺杂浓度1．5％。钐掺杂的主要作用是抑制电子．空穴对的复合，从而提高光催化性能。