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本论文以工业产品TiCl4为原料，采用过氧钛酸法制备了纳米级的TiO2光催化材料，并对制备方法进行了优化；进一步研究了Fe3+，Cr3+掺杂对TiO2薄膜光催化活性及其亲水性的影响；最后，对TiO2光催化剂的固定化进行了初步的试验研究。
在以TiCl4为原料制备的纳米TiO2过氧钛酸法中，选择乙醇溶液作为TiCl4水解溶剂，有效的削弱了由于TiCl4剧烈水解而产生的不良影响，常温下即获得了过去低温水解时的反应效果。考察了过氧化氢对钛酸的络合作用，通过IR和TG-DSC的分析结果推测出过氧钛酸干凝胶可能的组成。XRD和SEM分析结果表明，在600℃下热处理得到的纳米TiO2的颗粒最小，薄膜排列最紧密。纳米TiO2薄膜在紫外光照下降解甲基橙的试验表明，经过4层镀膜处理的载玻片的光催化降解效果最好。
采用光化学沉积法在纳米TiO2薄膜上掺杂了Fe3+和Cr3+，掺杂薄膜在SEM分析结果中表现出不同的形貌特征，Cr3+掺杂薄膜呈现出网格状花纹，Fe3+掺杂薄膜则呈现出致密的颗粒。对掺杂薄膜的亲水性能和光催化降解甲基橙的活性进行了研究。Fe3+和Cr3+的加入均明显地提高了TiO2薄膜的亲水性能。Fe3+的加入能促进TiO2薄膜光催化降解甲基橙的活性，掺杂离子浓度超过0.05％后，光催化活性有所降低。Cr3+的加入，对TiO2薄膜光催化降解甲基橙的活性并没有明显的促进作用，随着掺杂离子浓度的提高，TiO2薄膜的光催化降解甲基橙的活性明显下降。
采用了浸渍烧结法、偶联法和溶胶—凝胶法制备了固定化的TiO2光催化剂。由于通过粉体的方法制备TiO2光催化剂都难以避免TiO2颗粒的团聚而且Al3+对TiO2光催化效果有抑制作用。三种方法制备的固定化催化剂光催化效果比固定在玻璃上的TiO2薄膜的光催化薄膜的效果都要差。