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环己烷氧化制备环己醇和环己酮（KA油）是重要的化工反应。光催化环己烷氧化具有能耗低、条件温和和产物选择性高的优势。TiO2氧化还原性强、制备方法多样、化学性质稳定,是一种具有巨大发展潜力的半导体催化材料。本文以TiO2为研究对象,通过MOF辅助合成多孔结构,采用氮掺杂、碳改性和构建锐钛矿/金红石TiO2混相结策略来提高TiO2的光催化活性,并进一步探究了TiO2基催化剂光催化环己烷氧化的作用机理,取得了如下结果:以MIL-125（Ti）-P25复合材料为前驱体和模板剂,将其在空气中不同条件下热解制备了多孔混相TiO2中间体。将制备的中间体与尿素混合均匀后在密封条件下煅烧制备了氮掺杂的锐钛矿/金红石（A/R）混相TiO2光催化剂,它们表现出良好的光催化环己烷氧化性能。通过改变前驱体中P25的添加量,可以方便地调节催化剂中A/R混相的比例。最优光催化剂（N-TiO2-3）在可见光照射5 h后,KA油的产量达到112.44μmol,分别是氮掺杂的锐钛矿相TiO2和氮掺杂的P25的5.66和39.87倍。同时,环己酮的选择性达到100%。并且,发现催化剂的催化活性与前驱体的热解温度和气氛密切相关。实验结果表明,氮掺杂、TiO2混相结、表面含碳物质和多孔结构的协同作用有利于提高催化剂的光催化活性。选用MIL-125（Ti）-P25作为原位钛源和碳源,将其在坩埚中一步热解制备了碳改性（碳掺杂与碳敏化）的多孔混相TiO2催化剂。前驱体中P25加入量的改变,不仅可以调节催化剂中A/R混相的比例,还能调节催化剂中的碳含量。并且,发现前驱体的热解条件直接影响催化剂的组成和微观结构,以及碳改性和TiO2混相结共同决定催化剂的光催化活性。在最优条件下制备的催化剂（C-TiO2-4）光催化环己烷氧化生成KA油的量可达120.25μmol,远远优于碳改性的锐钛矿相或金红石相TiO2。通过FTIR和XPS表征,证实碳不仅掺杂进TiO2的晶格,而且在催化剂表面形成了一层含碳物质。碳改性不仅可以提高TiO2的光吸收效率,还能够促进电子的传输。根据活性物质捕获实验,证实·O2-和·OH在环己烷氧化过程中起重要的作用。在前期研究的基础上,以N-P25为混相的调节剂和氮源。将它加入到催化剂的制备过程中,获得了比表面积大、孔道丰富的蛋糕状氮掺杂碳改性的多孔混相TiO2。在氮掺杂、碳改性和TiO2混相结的三重作用下,氮掺杂碳改性的多孔混相TiO2的光催化环己烷氧化性能明显优于MIL-125衍生的C改性的多孔TiO2或N-P25添加剂。最佳光催化剂（C,N-TiO2-3）光催化环己烷氧化生成KA油的量达到180.53μmol,环己酮的选择性达到100%。碳改性的多孔TiO2基体与N-P25通过Ti-O-C桥形成紧密接触,这种异质结构有利于光生电子-空穴在TiO2混相结中有效地分离,表面的含碳物质还能促进电子的传输。同时,TiO2基体的多孔结构为电子传输提供更多的路径,从而促进·O2-的生成。之后,光生电子和·O2-高效地催化环己烷氧化。并且,探究了氮掺杂、碳改性和TiO2混相结在环己烷氧化过程中的作用。通过三步法制备了具有介孔结构、含碳物质修饰和氮掺杂的TiO2微球。首先,通过钛酸四丁酯水解合成TiO2前驱体。然后,将前驱体在密封条件下热处理获得了碳改性的TiO2中间体。各个中间体均表现出光催化环己烷氧化活性,但中间体的催化活性与前驱体的热处理温度密切相关。若对中间体进行氮掺杂或与P25复合构建TiO2混相结,可进一步提高碳改性中间体的光催化活性。并且,发现前驱体密封条件下的热处理过程直接影响后续的氮掺杂和催化剂的催化活性。良好的光催化活性是由于氮掺杂增强了TiO2的光吸收能力及TiO2混相结和表面的含碳物质大大促进了光生电子-空穴的分离。此外,氮碳改性的多孔混相TiO2微球具有良好的循环稳定性。通过巧妙地设计钛酸四丁酯水解制TiO2的过程依然可以制备出高活性的光催化剂。