随着全球化石能源的枯竭以及环境问题的日益恶化，开发新型绿色能源已经成为大势所趋。生物质能具有储量大、原料易得等优点，成为新能源领域研究的热点。作为一种生物质主要的平台分子，生物乙醇受到极大的关注。由于生物乙醇中通常含有大量的水，进一步制取高纯度的乙醇需要一个复杂且高能耗的脱水过程，极大的限制了生物乙醇路线的经济性。直接将含水的生物乙醇直接转化为高附加值的化学品或者大宗碳氢燃料是提高生物乙醇的经济性的重要途径之一。　　太阳能是一种绿色且可再生能源，利用太阳能的光催化技术且具有绿色和反应条件温和的突出优势，是一种理想的化学转化技术。相对于生物和化学转化路径，光催化独特的反应过程往往能获得常规化学途径难以合成的化学品，因此采用光催化技术对生物乙醇进行提质转化是一条很有发展前景的绿色生物质转化利用途径。本课题组前期的研究工作显示，在TiO2上能够高选择性的氧化乙醇C-C偶联合成2，3-丁二醇。2，3-丁二醇是一种重要的化工原料，广泛应用于化工、食品、燃料以及航空航天等多个领域，具有良好的应用前景。　　在众多光催化剂中，TiO2具有优异的光催化活性、化学稳定性、无毒、成本低等优点是目前光催化领域研究最多最有望实现规模化应用的光催化剂之一。异相光催化过程中，催化剂的形貌、晶型及表面性质很大程度上决定催化剂活性的高低及产物的分布。基于上述分析和研究基础，本文首先合成不同晶型的锐钛矿、板钛矿、金红石TiO2光催化剂，并研究了其光催化氧化生物乙醇制备2，3-丁二醇的活性及其差异;在此基础上进一步对TiO2表面化学性质进行调控，制备出氟修饰的TiO2，考察了其光催化氧化生物乙醇的活性和选择性及氟对反应性能的影响。研究发现催化剂表面羟基自由基的浓度是控制产物选择性的关键因素之一。同时，为了拓展TiO2对可见光的吸收利用，通过低温煅烧处理制备了罗丹明B敏化的TiO2复合光催化剂并探索其可见光光催化乙醇选择性氧化及光解水性能。主要内容如下:　　1.采用水热法制备出纯的锐钛矿和板钛矿TiO2光催化剂。对商用的P25催化剂煅烧处理制备出纯的金红石TiO2光催化剂。　　2.利用上述光催化剂考查了其选择性氧化生物乙醇C-C偶联合成2，3-丁二醇的光催化活性及选择性，发现不同晶相的TiO2对2，3-丁二醇选择性差异很大，TiO2表面的羟基自由基浓度和2，3-丁二醇选择性呈反相关性，表明反应中TiO2表面的羟基自由基浓度是控制反应选择性的关键因素。　　3.利用NaF对商用的P25进行氟化处理调变P25表面的羟基自由基浓度。进一步验证了TiO2表面羟基自由基浓度是控制2，3-丁二醇选择性的关键因素之一。　　4.利用对苯二甲酸作为羟基自由基捕获剂，捕获了上述TiO2光催化剂在光照时表面产生羟基自由基的能力，结合前述光催化性能的评价结果发现:乙醇选择性生成羟乙基自由基主要在TiO2表面上进行，羟乙基自由基从催化剂表面的脱附是C-C偶联反应的控制步骤。光催化过程中，若羟乙基自由基脱附速率足够大，则2，3-丁二醇的选择性与催化剂表面羟基自由基浓度呈反相关性关系，即表面羟基自由基越少，2，3-丁二醇的选择性越高。当羟乙基自由基的脱附成为速率限制步骤时，表面羟基自由基浓度的变化对2，3-丁二醇选择性影响不大。　　5.利用低温煅烧处理罗丹明B和P25的混合物，制备出可见光响应的复合催化剂。研究发现，合适的低温煅烧使罗丹明B和P25之间的作用力增强，利于电子从罗丹明B向P25传输，从而提高了其光催化活性。