二氧化钛(Ti O2)因光催化活性高、稳定性好、无毒等优点而具有广泛的应用前景。然而,对太阳能利用效率低是限制其实际应用的重要原因。对Ti O2进行掺杂改性并开发具有特殊形貌的材料是当前光催化研究的热点。本文先制备得到Mo掺杂Ti O2纳米颗粒,以此为原料,制备Mo掺杂Ti O2纳米管。采用X射线衍射(XRD)、紫外吸收漫反射(UV-vis)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、透射电子显微扫描(TEM)等手段对样品进行分析,并通过亚甲基蓝光降解实验,对纳米颗粒和纳米管光催化性能进行比较,具体内容如下:以钛酸丁酯和钼酸铵为原料,通过溶胶-凝胶法制备Mo掺杂Ti O2纳米颗粒。结果显示Mo6+取代Ti4+进入到晶格中,Mo掺杂导致晶格畸变,抑制晶粒尺寸的增长和锐钛矿相向金红石相的转化。掺Mo后禁带宽度由3.05e V缩小至2.73e V,激发波长红移至可见光范围。当掺Mo量为2%,灼烧温度550℃、催化剂投加量为0.5g/L、亚甲基蓝初始浓度为20mg/L时,催化效果最佳,6h对亚甲基蓝降解率为90.7%。氙灯和室外太阳光下,掺Mo后样品催化效率明显提高,太阳光下降解效果最好达到98.3%。以具有最高催化活性的Mo掺杂Ti O2纳米颗粒为原料,通过水热法制备Mo掺杂Ti O2纳米管。结果显示纳米管外径约15nm,长度在几百纳米不等。纳米管热稳定性高,在650℃下仍为锐钛矿相,而相同温度下纳米颗粒已经出现了金红石相。温度对纳米管形貌影响很大,当温度为400℃和450℃时,管状结构完整,随着温度上升纳米管逐渐破损,当温度升至650℃纳米管完全坍塌,变为颗粒。Mo掺杂Ti O2纳米管比表面积大,催化活性高,对亚甲基蓝降解效果较颗粒提高了6%。经过三次重复利用,颗粒对亚甲基兰降解率下降了10%,纳米管仅下降了5.2%,表明纳米管具有更高的催化稳定性。