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发展光催化技术可有效应对化石能源枯竭和环境污染问题。在诸多光催化材料中,半导体TiO2具有活性高、成本低、无二次污染等优势,是一种降解有机污染物的环境友好型绿色材料。将TiO2负载在陶瓷砖上得到自清洁功能陶瓷,在环保领域有广阔的发展前景。陶瓷表面可利用TiO2光降解作用达到净化空气、杀菌目的。但TiO2涂层的光量子效率较低、仅响应紫外光等缺点阻碍了自清洁陶瓷的应用。因此,调控TiO2结构,扩宽其光响应范围,开发高效的TiO2涂层对推进自清洁陶瓷的应用具有重要理论意义和实用价值。基于此目的,采用天然电气石与TiO2进行复合,利用电气石自发极化电场,提高TiO2的光催化活性,以制备高活性的自清洁陶瓷。本论文以钛酸丁酯为钛源,以含有异丙醇、冰乙酸的水溶液为溶剂,调节p H约为2,采用溶胶-凝胶法制备了稳定的单组份纳米TiO2和双组分电气石-TiO2溶胶。以多孔陶瓷砖为基体,采用喷涂的方法制备了纳米TiO2和电气石-TiO2的自洁陶瓷涂层。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析（FT-IR）、光致发光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis）等测试技术对样品物相、形貌和光吸收性能进行分析,以罗丹明B溶液为模拟污染物,评价电气石-TiO2复合样品的光催化降解有机物的能力,研究热处理温度、时间、电气石掺杂量以及溶胶涂覆量等制备工艺对TiO2涂层的光催化性能的影响。单组分TiO2溶胶涂层研究结果表明:在450°C热处理2 h时,涂覆量为2.5g m-2时,TiO2的光催化活性最高,在UV-Vis光照60 min对罗丹明B溶液的降解率可达80%。根据表征结果,催化剂呈现锐钛矿TiO2物相,随着热处理时间的继续增加,TiO2晶粒尺寸变大,TiO2比表面积减小,TiO2光催化活性降低。将TiO2溶胶涂覆在陶瓷表面得到自清洁陶瓷,随着涂覆量的增加,TiO2陶瓷涂层的光催化活性先增加再降低。并且,研究了自清洁陶瓷在空气净化方面对室内有害气体甲醛、氨等气体的净化。在紫外灯照射24 h后,室内空气中甲醛的去除率达到94.4%,对氨的去除率达到了90%,说明制备的TiO2溶胶具有较好的实用性。双组分电气石-TiO2复合催化剂研究结果表明:与纯TiO2相比,电气石-TiO2复合样品的光催化活性均具有不同程度的提高。当电气石掺杂量为20%时,催化剂表现出最优异的降解效果,UV-Vis光照60 min,降解率达到98.7%。表征分析表明,催化剂主要呈现锐钛矿TiO2物相,大尺寸基体与纳米颗粒紧密结合。随着电气石掺杂量的增加,TiO2结晶度下降,光催化活性先升高再降低。说明一定含量电气石的加入可提升TiO2的光催化活性。原因是电气石的自发极化电场可有效抑制TiO2光生电子和空穴的再复合,并使TiO2的紫外-可见漫反射吸收边发生红移,从而提高复合光催化剂的光催化活性。