二氧化鈦是一種應用非常廣泛的材料,其無毒穩定且廉價易得,在環境和能源這兩大備受關注的領域都有很理想的表現。其中光催化可以將傳統方法難以降解的有機污染物分解為水和二氧化碳等簡單的對環境無害的物質,是很有前景的應用方向。單純的TiO2禁帶較寬,可見光的利用率低,光生電子和空穴的復合率較高,且易轉變為催化活性較弱的金紅石結構,限制了TiO2材料在光催化領域的進一步應用。本文通過對TiO2的結構調控和及組分摻雜對TiO2改性,深入研究TiO2的合成方法、微觀結構、光學、光催化性能及相關的理論機制。主要研究內容如下：1.以硫脲為S源制備了摻雜的TiO2材料,研究了煅燒溫度、結晶方式及摻雜量對Ti02的結構及光學性能的影響。實驗表明,直接水解得到的無定型TiO2經煅燒后所得產物物相以銳鈦礦為主。S摻雜的TiO2的光學性能發生變化,1：4摻雜的樣品的吸收邊紅移了約50nm,在400-520nm范圍內出現二條吸收邊,350-420nm間出現漫反射平臺。經400℃煅燒的樣品光催化性能最好,800W汞燈照射下,60min時幾乎可以分解全部的亞甲基藍。這得益于該樣品較大的吸附量、銳鈦礦/金紅石復合相以及S摻雜導致的帶隙紅移。2.以乙酸乙酯為分散劑通過水熱方法制備了由尺寸為8-10nm的納米晶聚集而成的TiO2介孔材料。材料的比表面積達到了77.32m2/g,孔徑主要分布在4-14nm。銳鈦礦為主要晶型,復合有少量的板鈦礦。其光催化性能良好,在300W汞燈下70min分解約73%的亞甲基藍。對該形貌的Ti02進行了Co摻雜,較大程度地改變了TiO2的吸光能力,但是摻雜對光催化的作用是負面的,這可能是因為Co的摻雜引入了很多缺陷,增加了電子空穴的復合率。3.以甲苯和間苯二酚的聚合反應所得產物為模板,鈦酸四丁酯為鈦源制備了具有空間骨架結構的TiO2材料,研究了在不同的聚合階段處理條件對TiO2產物微觀結構的影響。隨著聚合度增加,樣品中的孔隙直徑增加,顆粒變小,發展為多孔的骨架結構。對C/TiO2復合物進行不同條件下的除碳處理表明,隨著保溫時間增長,骨架結構的顆粒大小和孔徑都有所增加,但對光催化性能影響不大。煅燒時間對樣品的形貌影響較大,隨時間增長,樣品的孔隙變大,除碳溫度的變化會引起不同程度的C元素的殘留,而導致當溫度為400℃時,光催化的效果比較好,90min時分解約50%的亞甲基藍。