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多相光催化技术能高效地氧化废水中的有机污染物。在各种半导体中，TiO2以高光催化活性、光化学稳定、无毒和价廉而被认为是最佳的光催化剂。然而，TiO2光催化材料只能在紫外光下有活性，限制了其在商业应用中的应用前景。通过掺杂非金属离子、过渡金属离子或SiO2制备TiO2复合材料，能有效提高其光催化活性以及可见光吸收性能，在处理污水以及利用太阳光等方面具有广阔的应用前景。本项研究通过溶胶–凝胶法合成了氮、钴共掺杂TiO2光催化材料，利用X–射线衍射（XRD）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外–可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）、N2吸附–脱附分析和X–射线能量分散谱仪（EDS）等表征手段对所制备光催化剂进行分析。结果表明，所制备样品的XRD谱图呈现锐钛矿型晶体结构；HRTEM可以看到晶粒大小约为10nm且分布比较均匀；EDS谱图分析显示氮、钴掺杂离子均能有效地掺杂入TiO2中；UV-vis DRS光谱表明改性的TiO2光吸收拓展到可见光区域。以生活污水和造纸废水为目标降解物，在紫外光和可见光下考察了氮和过渡金属元素掺杂TiO2的光催化活性，共掺杂光催化材料在紫外和可见光下均有较高的催化活性。考察了元素掺杂量、催化剂用量、溶液初始pH等因素对光催化降解废水的影响。以2%N2%Yb/TiO2为催化剂，溶液初始pH=4，催化剂用量为1g L–1，紫外光照射6h后，生活污水的CODCr去除率达到79.6%。以3%N2%Co/TiO2为催化剂，初始溶液pH=3，催化剂用量为1g L–1，紫外光照射12h后，造纸废水的CODCr去除率达到59.8%。另外通过溶胶–凝胶法制备了一系列不同TiO2/SiO2摩尔比的氮掺杂TiO2-SiO2复合材料。经X–射线衍射（XRD）、紫外–可见漫反射（UV-vis DRS）和能量分散X–射线能谱（EDS）分析手段表征产品结构和光学性能。X–射线衍射结果表明，随着SiO2含量增加，TiO2粒径减小。紫外–可见漫反射光谱表明材料的吸收带出现了红移。以生活污水为目标降解物，氮掺杂TiO2-SiO2材料在紫外光下具有较高的催化活性，催化剂用量为1.5g L–1，pH=4，TiO2/SiO2摩尔比为2:1的材料对生活污水光催化降解效果最好。在紫外光照射下，N-TiO2-SiO2对生活污水的CODCr去除率达到60.2%。