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纳米TiO2因其具有粒径小、比表面积大、分散性好、实际应用中无二次污染等优点而备受关注,纳米TiO2的制备、性能及应用成为国内外学者研究的热点。本文研究了水热（溶剂热）制备条件对纳米TiO2微观结构的影响及其在光照射下对有毒有机污染物降解的催化特性,探讨了其制备条件对纳米TiO2晶型、形貌的影响,比较了不同条件下制备TiO2的催化性能,分析了TiO2的光谱学性质,并通过跟踪分析不同光催化体系过程中主要活性物种·OH和H2O2的变化,探讨了光催化反应作用机理。1利用溶剂法在不同溶剂介质（水,NaOH溶液、乙醇、OP乳化剂、二乙醇胺）条件下制备了纳米TiO2。考察了以不同溶剂及溶剂比例,NaOH溶液浓度、温度等条件下对TiO2晶体微观结构的影响,通过在紫外光照射下对有机染料的光催化降解性能试验,分析了不同微观结构纳米TiO2的光谱学特性。2低温溶剂制备了TiO2粉末,X射线衍射仪（XRD）、比表面积及孔径分析仪（BET）和透射电镜（TEM）对TiO2进行了初步表征。表明:纳米TiO2主要为锐钛矿相（含板钛矿相（121））,比表面积为106.2m2/g。在紫外光（λ≤387nm）照射条件下,以有机染料罗丹明B（rhodamine B, RhB）和无色小分子2,4-二氯苯酚（2,4- dichlorophenol , 2,4-DCP）的光催化降解试验为探针反应,研究了催化剂的催化活性。表明低温（50℃）下制备的TiO2粉末具有较高光催化活性,对RhB和2,4-DCP有较好的降解效果。通过紫外-可见光谱（UV-vis）、红外光谱（FTIR）和总有机碳（TOC）测定,发现TiO2/UV体系能使RhB和2,4-DCP发生有效的降解,反应5h后RhB和7h后2,4-DCP的矿化率分别达到81.2%和86.8%。同时,采用辣根过氧化物酶（POD）、N,N-二乙基对苯二胺（DPD）分光光度法和苯甲酸荧光光度法分别测定了在降解过程中H2O2和羟基自由基（·OH）的变化,表明TiO2光催化机理涉及到·OH历程。3以无定形TiO2沉淀为前驱体,在水热条件下制备了含板钛矿型TiO2纳米颗粒,考察了水热反应的温度和时间等因素对含板钛矿型TiO2光催化活性的影响。采用XRD、TEM对制备的TiO2进行初步表征,并结合光催化（λ≤387 nm）降解有机染料的光活性探针反应,结果表明水热温度为150℃,时间为24 h时可制得具有较高光催化活性含板钛矿的纳米TiO2。光催化试验中研究了染料酸性桃红（Sulforhodmine B,SRB）的褪色及降解情况,并对中间产物H2O2和·OH进行跟踪测定,表明含板钛矿型TiO2的光催化主要涉及·OH氧化历程。4以正辛胺（n-octyl amine, OA）为模板通过溶胶—沉淀法制备了TiO2@SiO2纳米球,通过TEM、XRD、电化学性能及有机染料酸性桃红（Sulforhodamine B, SRB）、罗丹明B（rhodamine B, RhB）的光催化探针反应,探讨了TiO2@SiO2纳米球制备过程中酸度及煅烧温度对其形貌、晶型及光催化性能的影响。结果表明:在反应温度50℃、1mol/L HCl的介质条件和550℃煅烧温度的条件下制得的TiO2@SiO2粉末主要为比电容最高,分散度好的锐钛矿型纳米球;试验通过自旋共振（Electron Spin Resonance, ESR）、分光光度法、红外光谱及总有机碳分析探讨了该催化剂在紫外光下催化降解有机染料SRB及RhB及小分子2,4-DCP的光催化反应特性、矿化氧化效果及降解机理。实验表明:其光催化效果与商业P25相近,对有机污染物有较好的矿化效果,降解过程主要涉及·OH氧化机理。5以钛酸四丁酯和硝酸铈以及碘等为原料,利用溶胶-凝胶法,于450℃温度下煅烧制备了不同掺杂比例的TiO2催化剂。采用XPS、XRD、TEM以及TG等对催化剂进行了表征及光学性质的测试。结果表明:共掺杂后TiO2的禁带宽度从3.03eV降低到2.51eV,TiO2纳米尺寸为13nm左右,主要为锐钛矿相,碘和铈元素掺杂到TiO2晶格间,催化剂均有良好的热稳定性,热失重小于2%。以降解RhB为探针反应,对碘铈共掺杂纳米TiO2进行了优化,并对光催化反应体系中氧化物种进行跟踪测定,发现掺杂后可见光下TiO2降解动力学常数提高了6倍,且光催化过程涉及穴氧化机制。