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纳米TiO2是一种新型半导体材料，在太阳能的储存与利用、光电转换、光致变色及光催化降解大气和水中的污染物等诸多方面具有广阔的应用前景。但其禁带宽约3.2eV，激发产生电子-空穴对需用（近）紫外线光照射，其电荷载流子复合速率很快，一般发生在皮秒和纳秒的时间尺度范围内，导致光催化活性不高，制约了其广泛的实际应用，提高其光催化性能是目前研究的主要方向之一。 本文以钛酸丁酯为前驱体，通过溶胶-凝胶法制备了未掺杂和镧离子掺杂的二氧化钛纳米粉体，以阳极氧化铝为模板制备未掺杂和镧离子掺杂的TiO2纳米管。利用场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜、比表面仪、荧光光谱仪和X射线衍射仪等对产物进行表征，并对其形成的影响因素及机理进行分析。以甲基橙为目标降解物，研究试样的光催化性能。 通过场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜表征，结果表明：本试验条件下制得的氧化铝膜孔洞排列有序、分布均匀，孔径为80nm～130nm，孔密度达1011个/cm-2，用此做模板制得的的TiO2纳米管外径为80nm~130nm，内径为50nm~70nm，较均匀；同样以溶胶-凝胶法并经后续热处理制得的TiO2纳米粉粒径为20nm~30nm，较均匀。 在15W紫外光源照射下，经150min光催化降解试验结果表明：TiO2纳米管比纳米粉具有更高的光催化性能；掺杂镧元素的TiO2纳米管光催化性能优于未掺杂的TiO2纳米管；稀土镧掺杂0.5％的锐钛矿晶型TiO2纳米管降解率达89.11%。 对镧离子掺杂的二氧化钛纳米管研究发现：镧离子掺杂TiO2纳米管存在一个最佳掺杂量，本试验条件下的最佳掺杂量为0.5%。镧元素掺杂降低了TiO2电子-空穴对的复合几率，使其光催化性能提高；TiO2制备成纳米管大大增加了比表面积，增大催化活性，从而进一步提高其光催化性能。 本研究通过稀土元素掺杂TiO2纳米管进一步提高了纳米TiO2光催化性能，为其在诸多领域得到广泛的实质性应用提供了一种新的途径。