介孔材料因其具有比表面积大、空隙率高、孔径分布窄、孔排列有序等特点而成为工业应用（如光催化、离子交换、分子筛、吸附和分离等）的首选。在光催化领域,使用最多的光催化剂是TiO₂,它不但无毒害、价廉、催化活性高、化学性质稳,而且光生空穴具有强氧化性。但TiO₂光催化材料只在紫外光下有活性,限制了其在商业中的应用前景。同时合成高光催化活性的锐钛矿型介孔TiO₂也是一个新的挑战。通过掺杂过渡金属离子或者非金属离子制备介孔复合材料,不仅能有效提高其光催化活性,而且能扩展其吸收光谱范围,在处理废水有机污染物以及利用可见光等方面具有广阔的应用前景。本项研究通过溶胶-凝胶法合成了氮掺杂介孔TiO₂及氮、镱共掺杂介孔TiO₂复合材料,利用X-射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、X射线能量分散谱仪（EDX）、N2吸附-脱附分析和紫外-可见漫反射吸收光谱分析（UV-Vis DRS）等手段对样品进行表征。结果表明:400°C煅烧得到的样品XRD谱图在2θ= 25.4°（101）,37.9°（004）,48.1°（200）,55.1°（211）等处出现锐钛矿相特征衍射峰,说明制备出的介孔TiO₂复合材料的骨架结构为锐钛矿型;TEM图中有明显的孔道分布;N2吸附-脱附曲线表明合成材料具有介孔结构,并且随含氮量的增加,样品的孔径先增加再减小,但是比表面积减小;EDX分析表明氮取代了TiO₂中的氧,而镱取代了其中的钛,进入了晶格中;UV-Vis漫反射吸收光谱分析表明,复合材料吸收峰发生红移,使光谱响应范围向可见光拓展,提高TiO₂对可见光的利用率。以甲基橙为目标降解物,在紫外和可见光下考察了氮掺杂介孔TiO₂的光催化活性,氮掺杂介孔TiO₂材料在紫外和可见光下均有较高的催化活性。在紫外光下3 h内,以10% N/TiO₂为催化剂对甲基橙的降解率达到了99.3%以上,高于纯TiO₂的降解率;而在模拟太阳光下,在6 h内其对甲基橙的降解率达到了74.5%,而纯TiO₂对甲基橙的降解率不足5%。以棉杆黑液为目标降解物,在紫外光下考察了氮、镱共掺杂介孔TiO₂的光催化活性。3%N1.2%Yb/TiO₂为催化剂,初始pH = 5,催化剂用量为1 g/L时,以紫外光为激发光源降解棉杆黑液12 h。结果表明:掺杂后的介孔TiO₂复合材料比纯的介孔TiO₂有更好的光催化性能,以3%N1.2%Yb/TiO₂为催化剂对目标降解物光照4 h后,黑液色度去除率达100%;光照12 h后,黑液CODCr去除率达到62.6%。