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TiO2光催化应用于环境治理，具有以下显著特点：(1)适用范围广，几乎能降解任何有机物；(2)无二次污染。但TiO2作为催化剂同时也存在着光生电子和空穴易复合，可见光利用效率低等弱点，从而制约了在实际废水处理中的应用。在对TiO2的研究中发现，将氧化物与二氧化钛复合，在TiO2晶格中引入缺陷位置或改变结晶度，可以抑制电子与空穴的复合，使光生载流子在不同能级半导体之间输送并可有效分离，延长载流子寿命，从而达到提高TiO2光催化活性的目的。本文主要研究了TiO2及复合氧化物光催化剂的制备与表征；以染料罗丹明B为目标降解物，系统考察了合成的TiO2纳米粉的光催化活性。
首次以明胶为分散介质，以Ti(SO4)2和NH3·H2O为原料，采用凝胶网格沉淀法制备出了纳米TiO2光催化剂，并对样品进行了表征，初步探讨了凝胶网格作用机理。以罗丹明B为目标降解物，考察了TiO2纳米粉的光催化活性。结果表明：该法制备的样品为球形，锐钛型结构，平均粒径在20nm左右，且分散均匀；明胶浓度及灼烧温度对产物粒径、晶相和光催化活性有明显影响，可通过控制合成条件，达到控制产物性状的目的，从而获得最佳光催化剂的制备条件，此时所制备的催化剂样品对罗丹明B的降解具有最高的催化效率。本合成方法成本低、操作简单、不产生毒副产物且明胶可循环使用，是一种制备均匀纳米颗粒的有效方法。
采用改进Sol-gel方法，分别制备了两种新型的单分散椭球形微孔结构的纳米GeO2/TiO2和B2O3/TiO2复合光催化剂，并对样品进行了表征，以染料罗丹明B为目标降解物，采用HPLC检测，通过不同光照时间下染料降解情况，系统考察了所制备样品的光催化活性。结果表明，改进的Sol-gel法制得的复合光催化剂具有明显的孔结构，而且比表面积大、粒径小、粒径分布窄、分散性好；适量GeO2和B2O3的复合能够有效促进TiO2纳米粒子的光催化活性；在最佳制备条件下，所制得的复合光催化活性比纯TiO2有显著提高。
对两种复合催化剂的紫外可见吸收光谱研究发现：GeO2/TiO2在短波紫外区(200nm～350nm)有很强的紫外宽带吸收，吸收峰位较纯TiO2发生了蓝移，其中以X(GeO2)值为0.1％时合成的催化剂对紫外光的吸收能力最强，且随Ge含量的增加，强度明显减弱，吸收峰位也发生持续的蓝移。另外，450℃煅烧的20.0％的B2O3/TiO2在紫外区也有很强的紫外宽带吸收，而550-850℃煅烧的B2O3/TiO2在紫外区吸收能力逐渐减弱，但却发生了红移现象。