吸附和催化是环境工程领域重要的废水处理技术,其技术核心——环境功能材料已成为该领域的研究热点。然而,吸附剂、催化剂的再生及循环使用过程中,化学或能量输入、二次污染及材料失活不可避免,并最终导致污染物处理效果骤降、处理成本大幅提高。因此,制备污染物去除效率高、循环使用效果好、生命周期长的环境功能材料在水污染控制与资源化领域具有重要的意义。本论文以传统溶胶-凝胶法合成了二氧化钛干凝胶,该干凝胶可作为吸附剂处理偶氮染料。与传统吸附剂相比,该干凝胶在酸性条件下具有良好的吸附效果(769 mg Acid Orange 7/g xerogel)。更值得注意的是,该干凝胶具有特殊的紫外光响应特性：紫外光照下可进一步吸附阴离子偶氮染料,撤去光照后染料实现自主脱附。该光致吸附-脱附过程具有选择性和可重复性。机理研究结果表明,干凝胶的这种光致吸附特性与紫外光照条件下其表面基团的可逆变化有关,并导致干凝胶颗粒大小、亲疏水性发生变化。材料仍需进一步优化,有望利用其吸附选择性实现资源回收利用,也可应用在染料敏化太阳能电池领域,通过稳定紫外光照条件下的染料吸附固载量,提高电子转移效率和光电转换效率。吸附饱和的干凝胶经高温煅烧所制成的二氧化钛纳米颗粒具有良好的可见光响应性。区别于传统的掺杂型二氧化钛制备方法,干凝胶表面吸附的偶氮染料在煅烧过程中会形成非金属掺杂。与合成后直接煅烧的二氧化钛相比,吸附染料并煅烧生成的二氧化钛具有稳定、高效的光催化活性,其可见光响应性能尤其突出。至此,以传统溶胶-凝胶法制备的Ti02基材料实现了从吸附到催化的连续、多次循环利用,在延长材料生命周期的同时,大幅提高了染料废水的处理效果。其中所涉及的技术原理值得进一步研究。