TiO2光催化氧化技术在环境污染治理中有着广泛的应用前景,引起人们极大的兴趣,由于该技术具有反应条件温和、操作简便、无二次污染等特点而倍受人们的青睐。然而,由于TiO2光催化剂带隙较宽(Eg=3.2eV),只能被波长较短、能量较高的紫外光激发,故使得太阳能的利用率较低;且由于激发产生的电子与空穴的复合机率高,从而使得TiO2光催化剂的催化活性较低,难以达到实际应用的要求。本文针对TiO2光催化氧化技术中存在的上述问题,在深入分析TiO2光催化机理和TiO2自身的结构特点的基础上,进行了如下几个方面的研究:(1)采用溶胶-凝胶法制备出TiO2纳米颗粒和纳米膜,利用XRD、UV-VIS分光光度计等测试技术对样品进行表征,从而确定其晶型、粒径尺寸和薄膜厚度。(2)采用自制光电催化反应装置,以负载TiO2纳米膜的多孔泡沫镍为工作电极,对其施加一定偏电压,对二甲苯、三乙醇胺、甲基橙等有机物溶液进行了外加电场光电催化氧化实验研究,考察了偏压极性、阳极偏压、初始溶液浓度等对光催化降解效率的影响规律,并比较了光电催化与光催化、光解对降解率的差异。结果表明,外加阳极偏压形成的电场可以较大幅度提高有机污染物的降解效率。对甲基橙降解的表观动力学研究表明甲基橙的光电催化降解反映符合表观一级反应动力学模型。(3)从电化学、半导体物理和量子力学等理论出发探讨了电场增强光催化氧化活性的作用机理:对半导体催化剂施加阳极偏电压促进光生电子和空穴的分离,提高半导体的光电流响应和量子效率;外加电场使半导体电子能带发生倾斜,电子受到光照有更大几率穿透能隙位垒被激发到导带,满足本征光吸收,从而产生更多光生电子和空穴;电场作用产生弗朗兹-凯尔迪什效应,光吸收边将加宽,发生本征光吸收的光波范围加宽,光能利用率提高,更有利于光催化反应。