光催化剂的制备—开题报告
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可见光响应半导体光催化剂的制备及其性能研究的开题报告
可见光响应半导体光催化剂的制备及其性能研究的开题报告一、项目背景水污染问题已经成为全球性的环境问题，其中细菌污染和有机物污染是主要的问题之一。
传统的水处理方法无法完全分解有机物污染物，而且消毒剂使用频繁，造成环境污染和人身健康的威胁。
因此，开发高效、环保、经济的水处理技术是解决这些问题的一个重要手段。
光催化技术由于其无二次污染、低能耗、高效性等特点受到了广泛的关注和研究。
可见光催化剂具有吸收可见光的能力，可以有效地激发光催化反应，对有机物和微生物产生氧化作用，因此被广泛应用于水污染治理。
二、研究目的本项目的研究目的是制备可见光响应的半导体光催化剂，并研究其性能，探究其在水污染治理中的应用潜力。
具体包括以下研究任务：1. 通过化学合成方法制备不同类型的半导体光催化剂；2. 分析光催化剂的结构和物理化学性质；3. 研究光催化剂在可见光下的吸收性能和光催化性能；4. 探究光催化剂在水污染治理中的应用潜力。
三、研究内容和研究方法1. 研究内容（1）半导体光催化剂的制备本研究将采用水热法、溶胶-凝胶法等化学合成方法制备不同类型的半导体光催化剂，如TiO2、ZnO、Fe2O3等。
（2）表征光催化剂的结构和物理化学性质应用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、BET比表面积测试仪等技术对光催化剂的结构和物理化学性质进行表征。
（3）研究光催化剂的光催化性能采用可见光谱仪对光催化剂在可见光下的吸收性能进行研究，采用亚甲基蓝等有机物测试其光催化降解效果。
同时，对微生物的消毒效果也进行测定。
（4）探究光催化剂在水污染治理中的应用潜力将光催化剂用于模拟污染水体的处理中，探究其净化效果和可行性。
2. 研究方法本研究将采用化学合成法制备不同类型的半导体光催化剂，并对其结构和物理化学性质进行表征。
利用可见光谱仪测试其吸收性能和光催化降解有机物和微生物的能力，并探究其在水污染治理中的应用潜力。
可见光响应型光催化剂的制备、结构和性能研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备、结构和性能研究的开题报
告
一、研究背景
随着环境污染问题的日益严峻和能源资源的紧缺，利用光催化技术进行污染治理和能源开发已成为肯定和寻找的方向。
其中，可见光响应型光催化剂具有广泛的应用前景。
通过激发可见光能改变其电子结构，使其具有一定的光催化活性，可以在光照条件下将有害化学物质转化为无害或低毒化学物质，或者将可再生能源转化为可用能源。
二、研究目的
本研究旨在制备一种可见光响应型光催化剂，并对其进行结构和性能研究，探究其催化机理和光催化活性，为其稳定性和活性的进一步提升提供指导和参考，推动其在环境修复和能源开发等方面的应用。
三、研究内容及方法
1. 制备可见光响应型光催化剂
采用水热法合成含有掺杂离子（如硼、氮等）的半导体催化剂，调控其光催化活性。
2. 结构表征
利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等仪器对光催化剂的表面形貌、结构组成进行分析。
3. 光催化性能测试
采用可见光光谱仪对制备的光催化剂进行吸光度和光电导率测定。
使用典型的污染物（如染料、苯酚等）作为模拟污染物，通过光催化降解实验评价光催化剂的光催化活性。
四、预期成果
制备并表征了一种可见光响应型光催化剂，定量评价了其光催化性能，明确其催化机理。
为光催化材料研究方向提供思路，并为其在环境修复和能源开发等领域的应用提供一定的理论基础和技术支持。
光催化剂开题报告
1.TiO2的结构 2.TiO2光催化反应机理 3.TiO2光催化反应的影响因素 4.提高TiO2光催化效率的途径 5.纳米TiO2粉体制备方法 6.TiO2光催化剂的应用 7.磁性载体的制备
何谓光催化？
• 半导体纳米材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能， 促进化合物的合成或使化合物（有机物、无机物）降解的过 程称为光催化。
5.纳米TiO2粉体制备方法
•
气相反应法
•
溶胶-凝胶法
•
化学沉淀法
•
微乳液法
•
水解法
•
水热反应法
• 溶胶-凝胶法
该法利用了所形成凝 胶的优良分散功能及凝 胶最终的热处理过程, 所得产物的颗粒均匀性 、分散性良好,并可有 目的地控制产物的粒径 。在溶胶凝胶法中,有 机钛盐(或称钛酸酯) 通常作为起始原料去合 成目标产物。
（3） TiO2表面特性的影响 TiO2表面积大则吸附量大，活性就高。另外，表面的粗糙程 度、表面的结晶度、表面的羟基等也影响着表面的吸附和电 子空穴的复合，进而影响催化剂的活性。
（4） pH值的影响
反应体系的pH值对TiO2的表面态、界面电位和表面电荷以聚 集性具有明显的影响。
4. 提高TiO2光催化效率的途径
（1）非金属离子的掺杂
目前研究较多的非金属掺杂离子主要有 Cl、N、F、和S、P等。研究 表明，这些非金属离子取代O离子进入TiO2晶格提高光催化剂的价带电 位，并降低其导带电位，使其禁带宽度变窄，从而提高可见光催化活性。
（2）金属离子的掺杂
目前研究较多的金属掺杂离子主要有 Fe、Co、Ni、Cu和W等过渡金 属离子和Ce、Nd、La等稀土金属离子。研究表明，金属离子掺杂主要 是点通位过，嵌从入而减晶少格了间T隙iO或2表是面取光代生钛电原子子与，空在穴TiO的2复晶合格，中使增T加iO电2表子面空产穴生捕了获 更多的·OH和O2-，提高了催化剂的光催化活 （3）共掺杂
何谓光催化？
• 半导体纳米材料在光的照射下，通过把光能转化为化学能， 促进化合物的合成或使化合物（有机物、无机物）降解的过 程称为光催化。
5.纳米TiO2粉体制备方法
•
气相反应法
•
溶胶-凝胶法
•
化学沉淀法
•
微乳液法
•
水解法
•
水热反应法
• 溶胶-凝胶法
该法利用了所形成凝 胶的优良分散功能及凝 胶最终的热处理过程, 所得产物的颗粒均匀性 、分散性良好,并可有 目的地控制产物的粒径 。在溶胶凝胶法中,有 机钛盐(或称钛酸酯) 通常作为起始原料去合 成目标产物。
（3） TiO2表面特性的影响 TiO2表面积大则吸附量大，活性就高。另外，表面的粗糙程 度、表面的结晶度、表面的羟基等也影响着表面的吸附和电 子空穴的复合，进而影响催化剂的活性。
（4） pH值的影响
反应体系的pH值对TiO2的表面态、界面电位和表面电荷以聚 集性具有明显的影响。
4. 提高TiO2光催化效率的途径
（1）非金属离子的掺杂
目前研究较多的非金属掺杂离子主要有 Cl、N、F、和S、P等。研究 表明，这些非金属离子取代O离子进入TiO2晶格提高光催化剂的价带电 位，并降低其导带电位，使其禁带宽度变窄，从而提高可见光催化活性。
（2）金属离子的掺杂
目前研究较多的金属掺杂离子主要有 Fe、Co、Ni、Cu和W等过渡金 属离子和Ce、Nd、La等稀土金属离子。研究表明，金属离子掺杂主要 是点通位过，嵌从入而减晶少格了间T隙iO或2表是面取光代生钛电原子子与，空在穴TiO的2复晶合格，中使增T加iO电2表子面空产穴生捕了获 更多的·OH和O2-，提高了催化剂的光催化活 （3）共掺杂
TiO2纳米光催化剂的制备及其性能表征的开题报告
TiO2纳米光催化剂的制备及其性能表征的开题报告一、选题背景随着城市化进程的加速和人类生活水平的提高，环境污染问题日益突出。
其中，空气污染是一个长期困扰人们的问题，尤其是细颗粒物（PM2.5）造成的健康危害愈加明显。
因此研究高效、环保、低成本的空气净化技术成为当今重要的研究方向之一。
纳米光催化技术是目前较为先进的空气净化技术之一。
其中，钛白粉（TiO2）作为一种重要的光催化材料，具有价格低廉、化学稳定、无毒无害等优点，成为纳米光催化材料的重要代表之一。
但是，传统的TiO2微晶体材料的光催化性能较差，主要是由于低光捕获效率和表面缺陷导致的。
针对上述问题，纳米光催化技术被发展出来。
通过将TiO2微晶体控制在纳米尺度下制备出TiO2纳米光催化剂，其具有相对于TiO2微晶体材料更高的比表面积、更强的吸附能力和更快的光反应速率。
因此，纳米光催化技术可以利用光氧化和光还原反应来分解和转化有毒有害气体和溶解性污染物，从而实现空气净化的目的。
二、研究目的和意义本课题主要目的是制备TiO2纳米光催化剂，并对其光催化性能进行表征，为进一步研究空气净化提供一种新的思路和方法。
具体研究内容包括：1.以不同合成方法制备TiO2纳米光催化剂。
2.通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等手段对制备的TiO2纳米光催化剂进行形貌、结构、晶相等的表征。
3.利用偏光显微镜（PLM）、X光光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）等手段对制备的TiO2纳米光催化剂的光催化性能进行评价和表征。
通过研究TiO2纳米光催化剂制备和性能表征，将有助于探索新型高效空气净化技术，为环境保护和人类健康作出更多的贡献。
三、研究内容和方法3.1 研究内容（1）合成TiO2纳米光催化剂的不同方法的比较研究（2）对制备的TiO2纳米光催化剂进行形貌、结构、晶相等的表征（3）对制备的TiO2纳米光催化剂的光催化性能进行评价和表征3.2 研究方法（1）制备TiO2纳米光催化剂同时采用水热法、气相法和氧化钛溶胶凝胶法等不同方法制备TiO2纳米光催化剂，根据不同制备条件比较不同方法的差异。
两种新型纳米光催化剂的制备及其光催化性能的研究的开题报告
两种新型纳米光催化剂的制备及其光催化性能的研究的开题报告1. 研究背景随着环境污染问题的日益严重，人们对净化空气、水和土壤等方面的需求越来越迫切。
光催化技术具有高效、经济、无副产物等优点，近年来已成为环保领域研究的热点。
纳米光催化剂作为一种新型的光催化材料，具有较高的光催化活性和稳定性，因此在环保领域具有广泛的应用前景。
本研究旨在制备两种新型纳米光催化剂，探究其制备工艺及光催化性能，为环境污染治理提供新的解决方案。
2. 研究内容本研究拟制备两种新型纳米光催化剂，具体包括以下内容：（1）制备银/氧化铁纳米光催化剂。
采用共沉淀法制备氧化铁纳米晶，并通过还原法制备银纳米颗粒，将其表面修饰在氧化铁晶面上，制备银/氧化铁纳米光催化剂。
（2）制备碳纳米管/氧化钛纳米光催化剂。
采用水热法制备氧化钛纳米晶，并通过化学气相沉积法制备碳纳米管，将其包覆在氧化钛表面，制备碳纳米管/氧化钛纳米光催化剂。
（3）采用紫外–可见吸收光谱仪、扫描电镜、透射电子显微镜等测试手段，表征两种纳米光催化剂的物理化学特性，包括结构、形貌、粒径、晶体结构等。
（4）利用可见光谱光度计测试两种纳米光催化剂的吸收性能，探究其吸收谱的变化规律。
（5）利用甲基橙、罗丹明B等有机染料模拟有机废水的污染物，测试两种纳米光催化剂的光催化降解效果，比较其性能优劣。
3. 研究意义本研究旨在探究两种新型纳米光催化剂的制备工艺及光催化性能，为环境污染治理提供新的解决方案。
通过对比两种纳米光催化剂的性能优劣，为后续的环保研究提供理论依据和参考。
同时，本研究所涉及的制备工艺和测试技术也具有一定的创新性和实用性。
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
可见光响应型光催化剂的制备及其性能的研究的开题报告
1.研究背景及意义
光催化技术是一种应用广泛的绿色环保技术，可以应用于水处理、废气治理、污染物降解等许多领域。
可见光响应型光催化剂是一种新型的光催化剂，具有高效率、
低成本、易制备等优点，已经被广泛研究和应用。
本研究旨在制备一种高效的可见光响应型光催化剂，并研究其结构、光催化性能、稳定性等方面的特性。
通过深入了解其性能，在实际应用中可以提高光催化技术的效率，同时促进环境保护和可持续发展。
2.研究内容及方法
本研究将通过以下方法进行：
（1）制备可见光响应型光催化剂：选用适当的前驱体、外加剂、还原剂等，采
用水热法、共沉淀法等方法制备可见光响应型光催化剂。
（2）表征光催化剂的结构：采用XRD、SEM、TEM等技术对光催化剂进行表征，分析其晶体结构、形貌等特性。
（3）研究光催化剂的性能：采用光催化反应器进行光催化实验，研究光催化剂
的吸附性能、光谱性质、光催化性能等方面特性。
（4）优化制备工艺并提高催化效率：根据上述结果进行催化剂性能的优化，以
提高催化效率、稳定性和实际应用的可行性。
3.研究预期结果
本研究预计可以制备出一种高效的可见光响应型光催化剂，该光催化剂具有较好的稳定性和催化效率，在污染物降解、环境污染控制等方面具有潜在应用价值。
同时，该研究也将进一步深化对光催化机理和催化效应的理解，为光催化技术的进一步发展
提供有力支持。
新型复合氧化物光催化剂的制备与表征的开题报告
新型复合氧化物光催化剂的制备与表征的开题报告1. 研究背景及意义近年来，随着环境污染问题的日趋严重，光催化技术得到了广泛的应用和研究。
其中，复合氧化物光催化剂由于具有高效、稳定和可再生等特点，已成为研究的重点之一。
然而，目前大部分的复合氧化物光催化剂都是基于二氧化钛的，而且存在催化效率低、电子复合快等问题。
因此，研究新型复合氧化物光催化剂，提高催化效率和稳定性，具有重要的研究意义和应用价值。
2. 研究内容本研究拟采用溶胶-凝胶法制备新型复合氧化物光催化剂，并对其进行表征。
具体研究工作如下：（1）制备新型复合氧化物光催化剂。
选定配比比例、氧化物种类和含水量，采用溶胶-凝胶法制备新型复合氧化物光催化剂。
（2）表征新型复合氧化物光催化剂。
采用场发射扫描电镜（FE-SEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积分析仪（BET）等对制备的光催化剂进行表征。
（3）评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能。
利用空气中苯的降解为实验模型，评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能，并与传统光催化剂进行比较。
3. 研究计划与进度安排（1）阶段一（2周）：文献调研和研究设计。
主要对目前复合氧化物光催化剂的研究现状进行调研，制定本研究的研究思路和方案。
（2）阶段二（4周）：制备新型复合氧化物光催化剂。
选定制备方法和条件，完成新型复合氧化物光催化剂的制备。
（3）阶段三（2周）：表征新型复合氧化物光催化剂。
利用FE-SEM、XRD、BET等对制备的光催化剂进行表征。
（4）阶段四（4周）：评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能。
利用空气中苯的降解为实验模型，评价新型复合氧化物光催化剂的催化性能；并与传统光催化剂进行比较。
（5）阶段五（2周）：撰写研究报告，准备答辩。
4. 预期成果和意义本研究拟研制新型复合氧化物光催化剂，并对其进行表征和评价，得出新型光催化剂的催化性能和特点。
预期成果包括：（1）制备新型复合氧化物光催化剂，实现催化效率和稳定性的提高；（2）初步探究新型复合氧化物光催化剂的结构和催化机理；（3）为光催化领域的研究提供一定的参考和依据。
二氧化钛光催化剂的制备和改性研究的开题报告
二氧化钛光催化剂的制备和改性研究的开题报告一、研究背景现代工业和生活中产生了大量的有机和无机污染物，而这些污染物会严重危害人类健康以及生态环境的稳定。
因此，研究新型的高效、经济的净化技术已成为当前环保领域研究的热点之一。
其中，二氧化钛光催化剂因其良好的光催化性能和广泛的应用前景备受研究者关注。
二、研究目的本研究旨在通过制备与改性二氧化钛光催化剂，探究其在净化有机和无机污染物方面的应用潜力。
具体包括以下几个方面：一、研究不同制备方法对二氧化钛光催化性能的影响；二、开发新型的改性方法以提高二氧化钛光催化剂的效率和稳定性；三、考察不同条件下二氧化钛光催化剂在有机和无机污染物净化方面的应用性能。
三、研究内容1. 制备二氧化钛光催化剂通过溶胶-凝胶法、水热法、氢氧化钠法等不同方法制备二氧化钛光催化剂，进行表面形貌、晶体结构、比表面积等性质的表征，并考察不同制备方法对光催化性能的影响。
2. 改性二氧化钛光催化剂通过负载、复合、掺杂等改性方法改善二氧化钛光催化剂的光催化性能和稳定性，例如负载纳米金颗粒、复合碳材料、掺杂锌等。
并在实验室中进行表征，考察改性后的光催化剂在净化有机和无机污染物方面的应用潜力。
3. 应用二氧化钛光催化剂净化污染物在模拟环境中模拟不同条件下的污染物净化过程，例如净化水中有机染料、空气中的甲醛等，研究不同条件下二氧化钛光催化剂的净化效率和稳定性，并对净化过程中活性中间体和反应机理等问题进行比较分析。
四、研究意义当前，环境污染已成为世界性的难题和重要的社会问题，而二氧化钛光催化剂的研究与应用，对于解决环境污染问题具有重要意义。
本研究可以为制备高效、经济的光催化剂提供新的思路，同时推进环境保护技术的发展，对于环保事业的发展具有现实意义和重要价值。
WO3BiVO4复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能研究的开题报告
WO3BiVO4复合光催化剂的制备及其可见光光催化性能研究的开题报告一、研究背景随着环境问题日益突出和能源需求的增加，光催化技术因其可以高效降解有机污染物和利用太阳能等优势而备受研究者的关注。
然而，传统的光催化材料如TiO2等在可见光区的光吸收能力较弱，限制了其在可见光光催化方面的应用。
因此，研究新型可见光催化剂成为了当前的热点和难点之一。
WO3和BiVO4是两种优秀的光催化材料，它们的吸光谱在可见光区域均有较高的吸收率。
由此，将它们复合起来制备成WO3BiVO4复合光催化剂具有很大的潜力。
二、研究目的和意义本次研究旨在制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其可见光光催化性能进行研究，探究其在环境净化和能源利用等方面的应用潜力。
具体目标如下：1. 制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其性质进行表征。
2. 研究WO3BiVO4复合光催化剂的可见光吸收和光催化性能，测定其在降解有机污染物方面的活性和稳定性。
3. 探究WO3BiVO4复合光催化剂在太阳能利用和环境净化等方面的应用潜力。
三、研究内容和方法1. 材料制备：采用共沉淀法制备WO3BiVO4复合光催化剂。
2. 性质表征：利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段对复合光催化剂的形貌、结构、晶相等进行表征。
3. 光催化实验：采用比色法测定复合光催化剂在可见光照射下降解亚甲基蓝等有机污染物的活性。
利用光电化学池测试复合光催化剂的光生电化学性能和稳定性。
四、研究进度安排1. 文献调研和理论学习（已完成）：对可见光光催化理论和相关文献进行详细的调研和学习，了解现有的研究进展和研究方向。
2. 材料制备和性质表征（进行中）：根据实验方案，制备WO3BiVO4复合光催化剂，并对其形貌、结构等进行表征。
3. 光催化实验（待开展）：测定复合光催化剂在可见光照射下的催化活性和光生电化学性能。
4. 数据分析和结果讨论（待开展）：根据实验结果进行数据分析和统计，并对结果进行深入讨论。
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制的开题报告
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制的
开题报告
一、研究背景和目的
光催化技术是一种高效、绿色、可持续的新型环境治理技术，被广泛应用于污水处理、空气净化、有机废气处理、卫生间除臭等领域。
光催化剂是光催化技术的关键材料，其表面结构、物理化学性质以及光催化活性的调控是目前光催化技术研究的热点话题。
新型光催化剂的制备、表征及其光催化活性的调控机制研究是本课题的主要研究方向。
本研究旨在通过制备不同形貌和尺寸的光催化剂，探究其在光催化反应中的性能，揭示调控光催化活性的机制。
二、研究内容和方法
1. 制备不同形貌和尺寸的TiO2光催化剂。
采用水热法、溶胶凝胶法、氧化物还原法等方法，在不同条件下制备不同形貌和尺寸的TiO2光催化剂。
2. 表征制备的光催化剂。
采用电子显微镜、X射线衍射、BET比表面积分析仪、紫外-可见吸收光谱仪等多种方法，对制备的光催化剂进行形貌、结构、比表面积、光学性能等多角度表征。
3. 调控光催化活性的机制研究。
通过气相检测仪、色谱仪等手段，研究光催化反应的机理，并探究不同形貌和尺寸的光催化剂在光催化反应中的性能差异。
三、研究意义
本研究将为探究光催化活性的调控机制提供新思路和新方法，为光催化技术的应用和发展提供重要的理论和技术支持。
同时，本研究所得到的不同形貌和尺寸的光催化剂也具有广泛的应用前景，可用于环境污染物的高效降解、太阳能电池的制备等领域。
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光催化剂的制备—开题报告.doc目录1 文献综述 ..................................................................... . (1)1.1 光催化材料发展概况 ..................................................................... (1)1.1.1 光催化材料的起源与种类 ..................................................................... . (1)1.1.2 改善光催化材料性能的主要方法 (2)1.2 目前光催化技术的应用 ..................................................................... .. (3)1.3 TiO光催化材料存在的问题与展望 ..................................................................... ...... 4 22 研究目的和意义 ..................................................................... .. (5)3 研究内容 ..................................................................... .. (5)5 进度计划 ..................................................................... .. (6)参考文献 ..................................................................... (6)1 文献综述1.1 光催化材料发展概况1.1.1 光催化材料的理论基础与种类[1]自1972年，Fujishima等在Nature上发表的论文揭开了研究光催化技术的序幕。
之后的几十年光催化技术在光催化抗菌、光催化污水处理、太阳能光催化分解水制氢等众多领域有了深入的发展。
光催化技术以半导体的能带理论为基础。
半导体的能带结构一般由填满电子的低能价带和空的高能导带构成，它们之间由禁带分开。
当以能量等于或大于半导体禁带宽度的光照射时，价带电子被激发进入导带，在导带上产生带负电的高活性电子(e,)，价带上留下带正电荷的空穴(h+) ，形成电子-空穴对，在电场作用下分离并迁移到粒子表面。
半导体光催化的基本过程可描述为:光激发诱导半导体价带电子跃迁到导带，藉此，在半导体导带和价带中分别形成电子和空穴;电子-空穴通过晶格迁移到材料表面，该过程中电子-空穴的分离和复合相互竞争;在材料表面的电子和空穴分别与周围反应介质发生还原和氧化反应。
换言之，半导体光催化的基本过程可简单描述为:半导体中的光生电子-空穴在晶格中分离并迁移到材料表面参与化学反应，这期间一直伴随着电子-空穴的分离和复合的竞争过程。
[2]理想的光催化材料有如下四个基本要求:环境友好;优异的电子-空穴分离能力;适合的能带电势，尤其在光催化分解水的应用中，要服从产氢和产氧的能带匹配原则;可见光响应能力。
目前所报道的光催化材料主要集中于:1) 氧化物:以 TiO、InNiTaO 等为代表 21-xx42) 硫化物:CdS、ZnS、ZnS-CuInS-AgInS、(AgIn)xZn?2S等 222x23) 氧硫化物:LnTiSO (Ln = 稀土元素) 等; 22254) 氮化物: TaN、GeN、GaN等; 35345) 氧氮化物:LaTiON、YTa5N、TaON、(GaN)(ZnO)、MTaON(M = Ca、Sr、Ba) 等; 222O21-xx216) 氢氧化物:In(OH):S; 37) 磷化物:InP;8) 碳化物:SiC;9) 硅化物:TiSi。
2其中，氧化物具有化学稳定好的优点，是研究得最充分的体系，元素周期表中所有可能作为光催化剂的简单二元金属氧化物均被涉猎到，目前研究的趋势是利用能带杂化的概念开发三元乃至多元的金属氧化物或固溶体;硫化物由于共价性较强，容易获得窄的禁带宽度，但在光催化过程中不可避免地存在光刻腐蚀的现象;氧硫化物的性能介于氧化物和硫化物之间;氮化物的共价性强，氧化物半导体通过氮掺杂可明显使吸收边红移;氧氮化物性能介于氧化物和氮化物之间;其他的如氢氧化物、磷化物、碳化物和硅化物等系列作为光催化材料的研究报道并不多见。
[3]1.1.2 改善光催化材料性能的主要方法光催化材料已经显示出了其广阔的运用前景，但光催化材料所存在的一大明显不足就是对于太阳光的利用率和转化率太低，因此，近年来许多科学家都致力于对光催化材料的改性以及光催化剂的开发。
以纳米 TiO为例，纳米TiO 以其无毒，光催化活性高，稳定性高，氧化能力强，能耗22低，可重复使用等优点而成为最优良的光催化材料。
但是TiO 的禁带宽度( Eg=3 .2 eV) 较2大，只能吸收占太阳光谱大约4%的紫外辐射 (波长=387 .5 n m)，所以不能充分利用太阳能;此外，光生电子和空穴复几率很高，导致TiO的光生载流子利用效率低，由于存在这2两个缺陷，在一定程度上制约了TiO 光催化技术的实际应用。
围绕这两个关键问题，目前2半导体光催化技术研究呈现两个热点:( 1 )对TiO进行修饰改性以扩展其有效光响应范围2及提高光生电子和空穴的利用效率,提高光催化反应活性。
( 2 )开发新型半导体光催化剂，要求其对可见光生电子和空穴的利用效率，提高光催化反应的活性。
影响TiO 光催化反应活性的因素: 2[5]1)金属沉积的影响:常见的沉积贵金属有Pt、P d 、Ag、Au等，其中研究最多的是P t/Ti O体系，沉积贵金属可改善光催化剂活性。
贵金属沉积之所以能改善光催化剂的活性， 2因为金属与Ti O 具有不同的费米能级，大多数情况下是金属的功函高于半导体的功函数， 2当二者接触时，电子发生转移，从费米能级高的Ti O转移到费米能级低的金属，直到二者2费米能级相匹配。
22)金属离子修饰的影响:大量研究表明，掺入金属离子可改善TiO2的光催化性能。
从化学观点看，金属离子掺杂可能在半导体晶格中引入了缺陷位置或改变结晶度等，从而影响电子一孔穴对的复合。
3)半导体复合的影响:近年来的研究表明Ti O —C d S、Ti O—S n O等二元复合半222 导体几乎都表现出高于单个半导体的光催化性能，如Ti O—S n O 降解燃料的效率提高了221 O倍。
二元复合半导体光催化活性的提高可归因于不同能级半导体之间光生载流子的运输与分离。
半导体复合是提高光催化效率的有效手段。
通过半导体复合可以提高系统的电荷分离效果，扩展对光谱吸收范围。
4)光敏催化剂的影响:普通粉末催化剂的量子效率不高，而纳米材料在光学性能，催化性能等方面发生了变化。
光生电子与空穴从相体内扩散到催化剂表面发生氧化还原反应2 2 D) 式中:D为电子空穴扩散系数, d为半径，的时间t与颗粒尺寸与如下关系:t =d,( Kk为常数。
可见粒径小，光生电子和空穴从TiO 体内扩散表面的时间短，它们在TiO体内22的复合几率减小，到达表面的电子和空穴数量多，光催化活性高。
3—2 ——Ti O能有效的将废水中的有机物降解为TiO、CO、PO、SO、NO、卤素离222443子等无机小分子、达到完全无机化的目的。
染料废水、农药废水、表面活性剂、氯代物、氟里昂、含油废水等都可以被Ti0催化降解。
B l a k e在一篇综述中详细罗列了3 0 0多种可2被光催化的有机物。
美国环保局公布的1 1 4种有机物均被证实可通过光催化氧化降解矿化。
许多无机物在Ti0表面也具有光化学活性，Mi y a k a等早在 19 7 7年就用T i O悬浮223+2- 粉末光解CrO还原为C r的研究。
利用二氧化钛催化剂的强氧化还原能力，可以将污水27中汞、铬、铅、以及氧化物等降解为无毒物质。
1.2 目前光催化技术的应用光催化作为一种自然现象已在电化学、光化学、催化化和生物化学等领域中得到广泛的研究和应用。
1)光催化抗菌领域:近年来，纳米材料光催化技术在太阳能光催化杀菌消毒等方面得到了快速发展。
尤其是 2003 年春夏出现的严重急性呼吸道感染综合症(SARS)，使得人们对预防病菌、病毒等微生物引起的环境健康问题展开了进一步研究，从而推进了纳米光催化抗菌杀毒技术研究的深入展开，各种光催化抗菌制品应运而生，并获得了迅速发展。
在光催3化抗菌领域已有抗菌陶瓷制品、抗菌自洁玻璃制品、抗菌纤维、抗菌不锈钢等产品的问世。
2)光催化水处理领域:近年来，光催化氧化技术已成为水处理领域的研究热点之一。
光催化氧化技术的基本原理是利用光敏半导体在光的照射下激发产生的“电子-空穴对” ，与半导体表面的溶解氧、水分子等发生反应，产生氧化性极强的HO? ，再通过 HO?与污染物间的加合、取代、电子转移等作用，使污染物达到完全或部分矿化，最终达到降解污染物的目的。
该领域的具体应用有藻类的去除、石油的降解、洗涤剂及表面活性剂的处理等。
3)太阳能光催化分解水制氢:用402nm波长的光进行照射，光催化分解纯水的效率为 0.66%。
尽管这个效率不高，但能同时放出氢气和氧气，因此被誉为“利用太阳能的曙光”。
4)光催化净化空气:光催化反应对于气相挥发性有机物具有普遍较好的降解效果，同CO、HS等)也有氧化去除作用。
时，光催化反应对空气中的无机污染物(NOx、25)光催化在金属中的防腐蚀应用:金属腐蚀遍及国民经济各部门，给国家带来巨大损失。
因此，积极探索材料防腐蚀新方法，做好腐蚀与防护工作具有重要的现实意义。
该技术的最大特点是在常温和常压下只利用催化剂、光、空气和水就能实现的，而且从长远来看，它可以利用取之不尽的太阳光能，因此其在腐蚀与防护领域显示出非常诱人的应用前景。
日本学者 Fujishima 领导的研究小组在光催化Ti0防腐蚀方面做了一些开创性的工作。
研究2表明，Ti0涂层在紫外光照下可阴极保护金属 Cu、不锈钢和碳钢。
随后有人报道了Ti0在22紫外光或γ射线的照射下可实现不锈钢的光致阴极保护。
[4]1.3 TiO光催化材料存在的问题与展望 2由于Ti0可见光光催化剂潜在的诱人前景，人们对它进行了广泛的研究。
特别是Ti022光催化剂的可见光化研究，将为人类充分利用太阳能，改善人类生活环境迈出重要的一。
目前Ti0太阳光催化技术已成为国内外研究的热点方向，并取得了一定的进展。