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TiO2光催化氧化技术因其具有能耗低、反应条件温和、操作简便、可减少二次污染等突出优点而日益受到重视。然而由于TiO2的带隙能较大（Eg=3.2eV），只有在能量较大的紫外光照射下才能表现出光催化活性。而紫外光在太阳光中所占的比例较小，且在水体中传播时衰减很快，使得光利用效率很低。此外，光生电子与空穴的复合几率也较高，以致于光量子产率较低。这些不利因素均使TiO2光催化氧化技术在水处理的实际应用中受到限制。本论文针对TiO2光催化氧化技术存在的问题，在深入分析TiO2光催化机理及TiO2核外电子结构特点的基础上，提出了以铂离子作为掺杂剂改性TiO2光催化剂的研究方案。采用溶胶凝胶法分别制备了TiO2纳米粒子光催化剂、铂离子改性的TiO2纳米粒子光催化剂及纳米膜光催化剂，并以光催化降解苯酚体系考察了其光催化活性。采用热重分析和差热分析（TG-DTA）、X-射线衍射（XRD）分析、透射电子显微镜（TEM）分析、X-射线光电子能谱（XPS）分析及紫外—可见（UV-VIS）漫反射光谱分析等测试手段对所制备的光催化剂进行了表征。重点考察了焙烧温度及铂离子的掺杂浓度对改性TiO2纳米粒子晶型结构、晶粒尺寸及性能的影响。此外，以模拟太阳光下光催化降解苯酚为模型反应，考察了焙烧温度和铂离子掺杂浓度对光催化活性的影响，同时探讨了光催化剂的失活与再生。本论文的研究表明铂离子的引入对改性TiO2纳米粒子由无定型相向锐钛矿相及由锐钛矿相向金红石相的变化过程有一定的促进作用。焙烧温度及铂离子的掺杂浓度是影响改性TiO2纳米粒子晶型结构、晶型组成及晶粒尺寸的两个主要因素。所制备的Pt／TiO2纳米粒子的光谱响应范围拓展到了可见光区，且随着铂离子掺杂浓度的增加，在可见光区的吸收强度增强。其形貌特征近似为球形，且粒径分布比较均匀。在铂离子改性TiO2纳米粒子中，铂离子的存在形态比较复杂。当焙烧温度为300℃时，铂离子以PtCl4形态存在于改性TiO2样品中；当焙烧温度为400℃时，铂离子以PtCl2和PtO2形态存在于改性TiO2样品中；当焙烧温度为500℃时，铂离子以PtO2形态存在于改性TiO2样品中。光催化降解苯酚实验结果表明：在铂离子改性TiO2系列的光催化剂中，Pt／Ti摩尔比为3％并于300℃焙烧的铂离子改性TiO2样品的光催化活性最高。Pt／TiO2／ITO膜光催化降解苯酚实验表明：涂膜的次数直接影响到所制备的膜催化剂的光催化性能。在本实验条件下，三次涂膜的Pt／TiO2／ITO膜具有最佳的光催化活性。