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钛基化合物如二氧化钛、钛酸镉和钛酸锶是重要的半导体材料。然而,其较大的禁带宽度使得它们只能吸收太阳光中的紫外光,而紫外线辐射仅占太阳光总发射能量的5%,这大大降低了钛基化合物对太阳光的有效利用率。同时,在其光催化过程中,光生电子和空穴的快速复合大大降低了光催化的效率。本文尝试将二氧化钛、钛酸镉和钛酸锶与其它材料复合,以增加钛基化合物对可见光的吸收、提高其光生电子和光生空穴的分离效率,制备出高光催化活性的复合材料。首先,利用反相微乳液法,通过控制钛酸异丙酯的水解速度,合成了二氧化钛负载的银(Ag/TiO2)、金(Au/TiO2)及氧化铜(CuO/TiO2)等纳米复合材料。对材料进行固体紫外-可见吸收光谱测定,证明了材料具有吸收可见光的性质;Ag/TiO2及Au/TiO2对可见光的吸收来源于纳米银及纳米金的表面等离子体共振效应,而CuO/TiO2对可见光的吸收来源于界面电荷转移(IFCT)。以光催化甲基橙降解为模型反应,测试了 Ag/TiO2、Au/TiO2及CuO/TiO2的光催化活性,结果表明材料均没有明显的催化效果,从而证明仅有可见光吸收并不能得到高光催化活性的TiO2材料。在微乳液体系中合成了二氧化钛负载的银-氯化银(Ag/AgCl/TiO2)及微量氧化铜掺杂的银-氯化银(CuO/Ag/AgCl/TiO2)复合材料,发现微量氧化铜的引入可大大提高Ag/AgCl/TiO2的可见光光催化活性,在相同时间内以等量的复合材料为催化剂,甲基橙的可见光降解率从42%提高到93%,苯酚的可见光降解率从53%提高到71%。氧化铜增强光催化活性机理研究表明,氧化铜在反应过程中起到光生电子“池”的作用,使催化剂具有更好的电子空穴分离效果,进而增强其可见光光催化效果。采用反相微乳液法分别合成了钛酸锶(SrTiO3)和钛酸镉(CdTiO3)负载的银-氯化银(Ag/AgCl)和(Ag/AgBr)纳米复合材料。催化实验中发现,单纯的SrTiO3和CdTiO3无可见光催化甲基橙和罗丹明B降解的活性;Ag/AgBr/SrTiO3具有相对较高的光催化活性,15 min内催化93%的甲基橙降解,25 min内催化96%的罗丹明B降解。这种增强的可见光催化活性来源于Ag的等离子共振和AgBr对可见光的吸收以及AgBr更负的导带位置。在反相微乳液合成CdTiO3的过程中,引入的氯离子起到了表面诱导剂的作用,能有效的提高CdTiO3的结晶性,并增强其在模拟太阳光下催化甲基橙降解的活性。引入Ag/AgCl及提高材料结晶性的双重作用使CdTiO3在模拟太阳光条件下催化甲基橙降解率从27%提高到98%,其根本原因是CdTiO3材料结晶度提高使其具有更好的电子空穴分离效果,进而增强其光催化效果。