利用光催化氧化法处理印染废水是一种新颖而有前途的方法。国内外对此进行了大量的研究,它可以经过一系列中间步骤,破坏有机物污染物使之转化为CO₂、H₂O和矿物酸,达到水质净化的目的。其中,TiO₂因化学稳定性高、耐光腐蚀,安全无毒、成本低,光催化活性高,可使一些吸热的化学反应在被光辐射的TiO₂表面得到实现和加速,所以TiO₂的光催化研究最为活跃。为拓宽TiO₂的光响应范围和粉体负载化,本文主要在以下方面取得了一些研究成果:1.采用沉淀法制备具有较高催化活性的氮、铁酸锌共掺杂纳米TiO₂,研究了铁酸锌掺杂量、焙烧温度、乙醇加入量和氨水加入量对TiO₂催化活性的影响,确定了紫外光、可见光、复合光下降解甲基橙染料的最佳制备条件。用X射线衍射分析XRD、透射电镜TEM等测试技术分析,所制得的掺铁纳米TiO₂是以锐钛矿为主相的混晶,平均粒径约为15nm,适量Fe³⁺的掺杂能促TiO₂催化活性,复合光光源下对甲基橙染料降解率接近80%。2.采用沉淀法制备具有较高催化活性的铈、氮共掺杂纳米TiO₂,研究了铈掺杂量、焙烧温度、乙醇加入量和氨水加入量对TiO₂催化活性的影响,确定了三种光源下降解甲基橙染料的最佳制备条件。分析表明,掺杂氮铈的TiO₂纳米粒子比纯的TiO₂纳米粒子对光的吸收率高、吸收能力强;掺杂的铈能提高TiO₂光催化反应活性,且掺杂铈量有最佳值。在TiO₂中掺杂铈的摩尔百分含量为0.05%,甲基橙起始浓度为20mg/L,催化剂用量为0.100 g,pH值为6.4时,紫外光照40min,甲基橙的脱色率可达99.0%。3.制备了TiO₂/沸石与氮铁共掺杂纳米TiO₂/沸石负载光催化剂。相对于氮铁共掺杂TiO₂纳米颗粒催化剂,负载后的催化剂显示了较高的催化性能。实验结果表明经沸石负载后紫外光下甲基橙降解率提高了9%。催化剂经多次使用后,会产生失活现象。对于失活后的氮铁共掺杂纳米TiO₂/沸石负载复合光催化剂,采用“冲洗-焙烧-紫外灯照射”的方法再生后,基本上能恢复其催化氧化能力,其使用寿命较长。实验中沸石负载后的光催化剂不仅回收方便,而且具有较强的抗失活性能,经过6次重复再生实验负载的光催化剂效果仍可达到80%左右。以上研究工作表明,通过非金属与其他元素共掺杂对TiO₂进行改性及负载,能够制备出在各种光源下具有较高活性的光催化剂。本文的制备方法具有简单、高效、易于实现等优点。本研究工作对于TiO₂光催化氧化技术在污染治理领域的实用化具有一定的理论意义和实际应用价值。