环境污染和生态环境的破坏日益严重，给人类的发展带来了很大的危机。现在，人们迫切需要开发出能够经济有效地利用能源且并不污染环境的新型功能材料和开发利用新的污染物治理技术-光催化技术。纳米TiO2正是这种能够净化环境的绿色功能材料，它不仅具有氧化能力强、无选择性、能耗低、无二次污染等优点，而且还具有价廉、无毒、可长期使用等特点；而且以纳米TiO2半导体为主的光催化技术成为近年来光催化技术研究的热点。其中，介孔TiO2由于具有较大的比表面积，较高的孔体积，而受到人们越来越多的重视。本文主要围绕介孔TiO2光催化剂的合成、表征、负载及性能等方面的研究开展下面的工作。
　　 本文以聚乙二醇-400（PEG-400）和二乙醇胺（DEA）为复合模板剂，采用溶胶-凝胶法（Sol-gel）合成介孔TiO2纳米粉体。通过分析各单因素实验，确定了复合模板剂制备介孔TiO2的最佳工艺条件：钛酸丁酯与乙醇的摩尔比为1：10；复合模板剂二乙醇胺（DEA）与聚乙二醇-400（PEG-400）的摩尔比为5：4：水与硝酸的加入量分别为0.4ml、0.3ml；并将水、无水乙醇和pH调节剂硝酸配置成混合液，采用滴加的方式加入；控制反应温度为30℃。经400℃煅烧处理2h后，复合模板剂可以完全去除，且得到所需要的TiO2晶型-锐钛矿型；测试表明，合成的粉体为类球形粒子，样品呈现出均匀分布的介孔结构，孔径大小约为10nm。
　　 对制备的介孔TiO2粉体进行掺N研究。探讨了N掺杂对纯介孔TiO2物相、光催化性等的影响。结果表明：掺杂不同量N后的样品均呈现出锐钛矿晶型结构，而无其它新相出现，说明N元素的掺入并未影响锐钛矿的生成；光催化降解焦化废水的实验结果得出，掺3molN的粉体处理效果最佳，光催化降解4h后原废水CODcr的总去除率达到50％以上。
　　 本文还以辛基苯酚聚氧乙烯醚（OP）为模板剂合成介孔TiO2粉体，通过正交实验寻求了最优化配方，即为钛酸丁酯1mol，无水乙醇用量为12mol，OP用量为0.75mol，HNO3体积为0.2ml，蒸馏水体积为0.1ml。从极差结果分析可知，蒸馏水量及模板剂OP量对TiO2凝胶的影响较大，而硝酸用量对TiO2凝胶的影响最小。通过光学显微镜观察最优化配方得到的TiO2凝胶发育状态良好，且呈现均匀分布的孔结构；经推测可知，介孔形成机理为广义模板机理。
　　 通过交联剂的作用，使键合于TiO2纳米颗粒表面上的淀粉分子发生共聚反应，形成纳米介孔TiO2-交联淀粉复合微球，实现了介孔TiO2在微球上的负载。合成的复合微球形态圆整，平均粒径为21.2μm；表面具有丰富的孔结构，可使被降解物与TiO2进行充分的接触，有利于提高被降解物的吸附与降解速率；纳米介孔TiO2-交联淀粉复合微球的结晶度由于TiO2的存在显著降低。
　　 本论文研究工作在以下几方面做出了创新成果：1）以PEG-400和DEA为复合模板剂合成了孔径均匀的介孔TiO2，优化了合成工艺参数。2）初步研究了以交联淀粉微球为载体的介孔TiO2负载工艺，探讨了介孔TiO2-交联淀粉复合微球的合成机理。