本文致力于TiO<,2>光催化剂的掺杂改性研究，通过溶胶-凝胶法制备了多个系列的稀土镨、铈离子掺杂的TiO<,2>光催化剂，以溶液中对硝基苯酚为目标降解物，研究了稀土镨、铈离子的掺杂方式、掺杂量以及煅烧温度对TiO<,2>光催化剂催化性能的影响，并且讨论了镨、铈离子掺杂后TiO<,2>相变温度的改变情况。在研究过程中，通过UV-Vis漫反射、XRD、TEM等分析手段对催化剂的光吸收性能、晶体结构和表面形貌等进行了表征。 研究表明： (1)采用均匀掺杂方式对催化剂进行稀土离子掺杂时，TiO<,2>催化性能的提升效 果不理想。 (2)采用非均匀掺杂方式对催化剂进行稀土镨、铈离子掺杂后，能明显提高TiO<,2> 光催化剂的催化效果。从低掺杂量开始，随着掺杂量的增加，TiO<,2>的催化 活性也逐步上升；但是当掺杂量达到一定程度后，继续增大掺杂量，催化剂 的活性反而下降。所以，存在最佳掺杂量，使TiO<,2>具有最好的光催化活性。 (3)考察了煅烧温度对镨和铈掺杂的二氧化钛活性的影响，发现600℃煅烧时活 性最佳，继续增加煅烧温度，则对催化活性不利，煅烧温度越高，活性越差。 (4)均匀镨掺杂后样品对紫外光的吸收基本不变，非均匀镨掺杂后，样品对紫外 光吸收强度明显增强；对于铈掺杂，无论均匀掺杂还是非均匀掺杂，样品对 紫外光吸收都发生明显红移，紫外吸收增强，而且非均匀掺杂后样品对紫外 光的吸收好于均匀掺杂时。 (5)掺杂量对粒径和晶相影响很大，两种离子掺杂都是随着掺杂量增多，煅烧后 TiO<,2>的粒径越来越小，但同时高掺杂量也一定程度上阻碍了二氧化钛锐钛 矿相的形成，使锐钛矿特征峰越来越不尖锐，说明高掺杂量一定程度上抑制 了晶相的形成。 (6)镨、铈掺杂能大幅提高二氧化钛的温度稳定性，使二氧化钛从锐钛矿向金红 石相转变的温度大大提高。其中，对于未掺杂二氧化钛，600℃时已经出现 金红石相；而镨、铈掺杂后，可以使TiO<,2>金红石相的出现温度提高到900℃。 (7)通过使用扫描电子显微镜，发现相同煅烧温度下，所有掺杂后的样品粒径均 比未掺杂样品小，且粒度分布更均匀。在适当掺杂量范围内，随着掺杂量的 增大，颗粒的粒度分布越来越均匀，粒径越来越小。另外，相同温度下，非 均匀掺杂的样品形貌比均匀掺杂时更好。掺杂镨、铈离子后的二氧化钛，到 了700℃时也未发生明显烧结，晶粒团聚不明显。 (8)同样条件下，铈掺杂二氧化钛在紫外光吸收、催化活性等方面要稍好于镨掺 杂时，这可能是由以下两方面原因造成的：①镨、铈离子主要吸收谱线不同； ②铈离子具有可变价性。