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该论文针对TiO<,2>光催化氧化技术存在的问题,在深入分析TiO<,2>光催化机理及TiO<,2>核外电子结构特点的基础上,提出了金属离子掺杂改性TiO<,2>光催化剂的设想,并通过理论分析确定以铅离子、钒离子和铂离子作为掺杂剂.采用溶胶凝胶法分别制备了TiO<,2>纳米粒子光催化剂以及铅离子改性、钒离子改性和铂离子改性的TiO<,2>纳米粒子光催化剂,并对所制备的几个系列光催化剂进行了热重分析和差热分析(TG-DTA)、X-射线衍射(XRD)分析、透射电子显微镜(TEM)分析、X-射线光电子能谱(XPS)分析及紫外一可见(UV-VIS)漫反射光谱分析等测试.重点考察了焙烧温度及金属离子的掺杂浓度对改性TiO<,2>纳米粒子晶型结构、晶粒尺寸及性能的影响.此外,以模拟太阳光下光催化降解苯酚为模型反应,考察了焙烧温度和金属离子掺杂浓度对光催化活性的影响,并初步地对反应动力学及改性机理进行了分析,同时探讨了光催化剂的失活与再生.该论文的研究表明铅离子的引入对改性TiO<,2>纳米粒子由无定型相向锐钛矿相及由锐钛矿相向金红石相的相转变过程有较强的抑制作用,而钒离子及铂离子的引入对改性TiO<,2>纳米粒子由无定型相向锐钛矿相及由锐钛矿相向金红石相的变化过程有一定的促进作用.焙烧温度及金属离子的掺杂浓度是影响几个系列改性TiO<,2>纳米粒子晶型结构、晶型组成及晶粒尺寸的两个主要因素.所制备的三个系列改性TiO<,2>纳米粒子的光谱响应范围均拓展到了可见光区,且随着金属离子掺杂浓度的增加,在可见光区的吸收强度增强.其形貌特征均近似为球形,且粒径分布比较均匀.