在光催化领域中,由于二氧化钛(TiO2)具有光催化活性高、价格低廉、容易获取、无毒无害、性能稳定等优点已引起世人的广泛关注。近年来,Ti02作为光催化剂在污染物去除、空气净化和太阳光利用等领域被广泛研究,但是TiO2作为一种宽禁带半导体,(锐钛矿3.2eV,金红石3.0eV),仅吸收波长≤387 nm的紫外线部分(约占太阳光的5-7%),严重制约了其工业化应用和大规模推广。因比拓宽Ti02的光谱响应范围,提升太阳能的利用效率成为近几十年的研究热点。本论文以硝酸、乙二醇和水的混合溶液为电解液,采用阳极氧化技术制备了一种钛基底原位生长的响应太阳光的N/Ti02薄膜电极。通过SEM、XRD、UV-Vis-NIR、XPS、ESR等分析测试方法,以甲基橙(MO)为模拟印染废水污染物,研究了 Ti02薄膜电极的形貌结构、晶体结构、光吸收特性等与其光电催化活性之间的关系;在此基础上,研究了其光电催化降解MO溶液的影响因素,探讨了光电催化降解甲基橙的机理,取得的结论如下。(1)通过对阳极氧化电压、氧化时间、电解液成分及锻烧等制备条件的优化,实现了 N/Ti02薄膜的可控制备,其最佳制备条件为:电解液组分为1wt%HN03、1wt%H20的乙二醇溶液,阳极氧化电压40V,时间为10min,在500℃条件下煅烧1 h。(2)通过阳极氧化法制备的N/TiO2薄膜,微观结构为一种松枝状结构,呈辐射状分布在同一中心轴上;XRD晶型结构分析表明,所制备的N/Ti02是一种混晶结构,锐钛矿/金红石晶相比例随着煅烧温度的变化而发生变化,500℃煅烧1h制备出的样品晶相比例为0.8:1(A:R);XPS结果表明,N原子以间隙氮(Ti-O-N)的形式存在于Ti02中;UV-vis-NIR测试结果表明N/Ti02薄膜电极从紫外到近红外光区(200-2500 nm)都有较强的光吸收,通过能带计算表明:在TiO2禁带中引入了两个杂质能级,即N原子产生的杂质能级和氧空位引起的缺陷能级,使TiO2的禁带宽度可降低到0.72 eV;电化学工作站测试结果表明:N/TiO2薄膜电极在太阳光下产生较高的光电流密度,最大光电流密度为0.2 mA/cm2,表现出良好的的光电化学性能。(3)以N/Ti02薄膜电极为工作电极,分别在紫外光和太阳光下对偶氮染料甲基橙溶液进行光电催化降解,结果表明此薄膜电极对甲基橙具有极佳的脱色效果,在紫外光下光照10 min后MO脱色率可达到90%以上,在太阳光下2 h能达到90%以上。阳极氧化制备条件及光电催化过程中外加偏压、溶液初始pH值、光强等因素对甲基橙的光电催化降解速率都存在一定程度的影响。测试表明此电极具有良好的稳定性,重复10次实验后,该电极的光电催化活性没有衰减。