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二氧化钛是一种优良的光催化材料，在紫外线的照射下，能有效分解多种有机物，因此被广泛用于废水处理，空气净化，消毒抗菌等方面。但TiO<,2>带隙较宽，可见光催化效果差，并存在对有机物吸附能力弱等缺点，严重制约了它的应用。羟基磷灰石是一种被广泛研究的生物材料，具有良好的生物相容性和有机物吸附能力，因此积极探讨羟基磷灰石与TiO<,2>的纳米复合光催化材料，有望克服现有TiO<,2>的上述缺点，获得新型高效光催化材料。
基于以上考虑，本论文通过水热合成法探讨了纳米羟基磷灰石/TiO<,2>光催化复合材料的制备条件，材料组成以及离子掺杂等对纳米复合材料结构，复合形式及光催化效率的影响。具体研究内容如下：
首先，使用水热合成法得到了载钛羟基磷灰石材料，并研究了载钛量，水热温度等对载钛羟基磷灰石的晶相、形貌以及光催化降解能力的影响。结果表明通过水热反应得到了晶粒形貌为细小针状晶粒的纳米载钛羟基磷灰石材料，其直径为5～15nm，长度为30～100nm，BET表面积为150～217m<'2>/g。水热温度提高有利于羟基磷灰石结晶，而Ti<'4＋>离子的加入降低了的羟基磷灰石结晶性。通过光催化降解亚甲基蓝试验表明，该材料具有较强的吸附污染物的能力，在可见光照射条件下，具有远比商业P25 TiO<,2>高的降解污染物效率。载钛羟基磷灰石样本对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌抗菌率分别为95％和97％，有较好的抗菌功能。而相同条件下，纳米羟基磷灰石和TiO<,2>样本几乎没有抗菌效果。
其次，通过水热反应得到了纳米羟基磷灰石/TiO<,2>复合材料。纳米羟基磷灰石/TiO<,2>复合材料的形貌为在纳米羟基磷灰石表面生长了细小3-15nm的TiO<,2>颗粒。该复合材料光催化降解亚甲基蓝能力明显优于纳米TiO<,2>和羟基磷灰石材料。光催化能力的高低与羟基磷灰石和TiO<,2>的结合状态，晶粒大小等多种因素直接有关，而与TiO<,2>在复合材料中的含量关系不大。纳米羟基磷灰石／TiO<,2>复合材料样本对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率为97.8％和99.9％。
另外，还对稀土元素掺杂的影响进行了研究，结果发现稀土元素的掺杂会影响HAp／TiO<,2>的生长，使得材料的结晶度下降，晶粒变小，同时也会改善HAp／TiO<,2>复合材料的光催化性能。具有较大离子半径差异的Eu具有更好的改善作用。部分稀土掺杂纳米羟基磷灰石／TiO<,2>材料可以完全杀灭大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。
为了进一步提高光催化复合材料的效果，本文还研究了载银复合材料的制各，并成功获得了纳米载银羟基磷灰石／TiO<,2>复合材料。结果表明该材料具有较高的光催化能力，在可见光照射的条件下，有较好的降解污染物能力，在紫外光照射条件下，也有和P25 TiO<,2>相近的降解能力。载银纳米羟基磷灰石／TiO<,2>材料可以完全杀灭大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌。进一步探讨表明羟基磷灰石与锐钛矿具有较好的点阵匹配，可促进光催化效果优异的锐钛矿TiO<,2>在羟基磷灰石基体上非均质形核。同时抑制了TiO<,2>相变。