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本文首先采用无皂乳液聚合的方法合成了聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）微球，利用正交设计优化实验方案，获得了制备单分散PMMA微球的最优方案：单体浓度1.75mol/L，引发剂浓度2.06mmol/L，反应温度75℃，反应时间10h。平均粒径为473.9nm的PMMA模板剂的最佳组装条件为：浸渍时间4min，提拉速度30mm/min。通过正交设计优化实验方案，获得了制备TiO2前驱体溶胶的最佳方案：nTi（OC4H9）4:nC2H5OH:nH2O:nCH3COOH=1:20:2:0.9。以平均粒径473.9nm的PMMA样品为模板剂，制备了掺镧0.5%（摩尔比）的有序大孔TiO2薄膜，最佳热处理工艺为：以2°C/min的升温速率加热样品，升温至500℃，保温两小时。采用场发射扫描电镜对样品的形貌进行表征，发现镧的掺杂可获得更加有序的大孔薄膜。采用X O2衍射仪（XRD）对样品的晶相以及晶粒尺寸进行分析计算，结果表明镧的掺杂抑制了锐钛矿相的TiO2向金红石相的转变，同时细化了晶粒。通过对粉末样品的比表面积进行测试，发现掺镧后样品的比表面积明显增大，与粉末样品相比，薄膜样品的比表面积进一步增大，比表面积增大说明样品的粒径减小，与XRD的分析结果相互验证；通过对样品的差热-失重（TG-DSC）分析获得对样品的热处理工艺条件。结合表面光伏（SPV）技术、激光拉曼光谱以及紫外-可见吸收光谱（UV-VIS）对样品的电子跃迁行为、晶格振动模式进行表征，实验发现掺镧后可获得较强的表面光伏响应以及较宽的光伏响应范围。利用Materials studio软件的CASTEP模块计算了TiO2锐钛矿相（101）表面的能带结构、偏态密度以及光学特性，同时计算了掺镧锐钛矿（101）面吸附水和乙醇分子的能带结构、偏态密度以及光学特性。结果表明，掺镧之后锐钛矿（101）面的带隙变窄，吸收峰发生了蓝移，吸收系数有明显的提高。不同的吸附物质对掺镧锐钛矿（101）面的能带结构和光学性能有显著的影响。