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TiO2纳米材料具有光敏效率高和稳定性好等特点,目前已成为研究最为广泛的光催化材料之一。随着研究的不断展开和深入,人们发现TiO2类光催化材料存在以下两个明显的不足:1)太阳光利用率低,其只能吸收太阳光中3%-5%的紫外光部分;2)较小的粒子尺寸使其在反应后很难被分离,导致在工业生产过程中不易重复使用。本论文以此为出发点,制备了高活性、易分离且具有可见光响应的新型TiO2类光催化材料,主要内容如下:采用简单的浸渍法,以钛酸四丁酯（TBOT）为TiO2的前驱体,强碱性阴离子交换树脂（IRA-900）为硬模板,得到了一系列3D中空毫米级TiO2微球。重点研究了浸渍次数和焙烧过程对中空毫米级TiO2微球形态、晶相、组成、结构以及光吸收能力的影响,并考察了催化剂对有机染料的降解情况。结果表明,这些中空毫米球的壳壁由TiO2纳米粒子组成,且壳壁内含有大量的介孔,为光催化反应中分子在壳壁内的传输提供了通道。重要的是,所得中空毫米级TiO2微球具有一定的强度,即使在快速搅拌的条件下,其球形形态基本保持不变,在完全降解染料后可以自动沉降到反应器底部,无需离心等操作即可从反应溶液中分离出来,在很大程度上解决了纳米Ti O2粒子在反应后的分离问题。为了将催化剂的光响应范围由紫外区拓展到可见光区,以草酸钛钾为前驱体,IRA-900为碳源,通过一锅法合成了一系列介孔TiO2/C复合物,这种方法使分散的TiO2纳米粒子限域在介孔碳孔道内。炭化温度决定了Meso-TiO2/C样品的晶相组成,活性炭的支撑使TiO2晶型的转变受到很大的抑制。在可见光照射下降解水中染料污染物甲基橙（MO）的过程中,复合物中碳和TiO2纳米粒子之间表现出协同作用,即大的介孔尺寸和高的比表面积吸附染料,表面碳和分散均匀的Ti O2纳米粒子共同作用将污染物降解。介孔孔道有利于染料分子的传输,使其更容易与TiO2纳米粒子接触。在完全降解染料后可以自动沉降到反应器底部,无需离心等操作即可从反应溶液中分离出来。利用两种可见-红外波段的光谱辐射特性测量装置,对合成的Meso-TiO2/C样品进行了光谱透过率测量;根据测试结果对样品的光谱吸收能力进行了分析,采用单粒径假设,利用测量数据,通过使用MIE散射理论以及K-K关联式,反演获得了各样品的辐射物性即复折射率。结果表明,对于1.31-25mm红外波段复折射率来说,不论是折射指数n还是吸收指数k值,都会随着炭化温度的升高而增大;对于不同样品的0.3-2.5mm波段复折射率来说,900℃二次浸渍处理的样品折射指数n和吸收指数k值均最大,1100℃一次浸渍处理的样品折射指数较小,但相对900℃二次浸渍处理样品之外的其它样品而言,其吸收指数最大。通过对样品可见-红外光谱辐射能量吸收能力的定量测量,从另一个角度探明介孔TiO2/C样品具有不同可见光催化活性的原因。