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三维体系中的TiO2负载型粒子电极，实现了TiO2的固定化，充分发挥了TiO2的光催化活性，能够很好地降解有机污染物。本文选用陶瓷、石英砂作为粒子电极，利用溶胶—凝胶法制备TiO2/陶瓷和TiO2/石英砂，研究了其光电催化活性。实验采用TiO2/陶瓷和TiO2/石英砂分别与铁屑、石墨以一定比例组成复合型粒子电极，以石墨为主电极，目标物为一定浓度的亚甲基蓝溶液，HDV-7C晶体管恒电位仪作为固定电源，无水硫酸钠溶液作为电解质溶液，紫外灯（20W，λ=253.7nm）作为固定光源，以此构成三维光电催化体系。实验系统地研究了影响三维电极光电催化性能的因素：（1）TiO2/陶瓷体系，在煅烧温度500oC，亚甲基蓝溶液浓度5mg/L，无水Na2SO4溶液浓度0.02mol/LTiO2/陶瓷粒子层数为三层，铁屑与负载三层TiO2/陶瓷粒子质量比为5g：1g，电源电源2V，极板间距3cm，光照距离16cm，pH=10，曝气的情况下，对亚甲基蓝溶液的降解率可以达到96.2%。（2）TiO2/石英砂，在煅烧温度500oC，亚甲基蓝溶液浓度5mg/L，无水Na2SO4溶液浓度0.02mol/LTiO2/石英砂粒子层数为三层，石墨与负载三层TiO2/石英砂粒子质量比为1g：1g，电源电源2V，极板间距3cm，光照距离16cm，pH=8，曝气情况下，对亚甲基蓝溶液的降解率可以达到84.9%。实验对TiO2/陶瓷和TiO2/石英砂进行了N元素掺杂、过渡金属元素（Fe、Co、Ni、Cu、Zn）掺杂、共掺杂改性研究，实验结果表明：元素掺杂量、元素掺杂种类对光电催化性能有着很大的影响，（1）TiO2/陶瓷石墨主电极体系，N元素掺杂能够很好地提高光电催化效率，过渡金属元素中Ni元素掺杂效果最好。在共掺杂中，N-Ni共掺杂效果最好，降解率可以达到71.5%。（2）TiO2/石英砂石墨主电极体系，N元素掺杂同样能够很好地提高光电催化效率，过渡金属元素中Fe元素掺杂效果最好。在共掺杂中，N-Fe共掺杂效果最好，降解率可以达到68.6%。