由于纳米TiO<,2>具有高活性、安全无毒、化学性质稳定、成本低等优点，被公认为是环境治理领域最具开发前途的环保型光催化材料。但是由于纳米TiO<,2>的带隙较宽，仅在紫外光下具有较高光催化活性，且催化剂回收困难，限制了其工业化进程。针对纳米TiO<,2>的以上缺点，论文以高岭土为载体，利用非金属元素N对纳米TiO<,2>进行掺杂改性，制备了具有可见光催化活性的掺N纳米TiO<,2>和高岭石基掺N纳米TiO<,2>。 研究了两种光催化材料对偶氮染料废水和农药废水的降解过程及机理。得到结论如下： 1．研究了掺N纳米TiO<,2>和高岭石基掺N纳米TiO<,2>光催化材料的制备方法与条件。采用溶胶-凝胶法制备了复合体系，优化的掺N纳米TiO<,2>工艺及参数为：溶胶前驱体Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>-CH<,3>CH<,2>OH-N(CH<,2>CH<,2>OH)<,3>-H<,2>O-NH<,3>的摩尔配比为1：15：2.5：15：5，在25℃下制备的钛溶胶经过60℃水浴6h形成凝胶，500℃焙烧4h得到掺N纳米TiO<,2>；优化的高岭石基掺N纳米TiO<,2>工艺及参数为：溶胶前驱体Ti(OC<,4>H<,9>)<,4>-CH<,3>CH<,2>OH-N(CH<,2>CH<,2>OH)<,3>-NH<,3>·H<,2>O的摩尔配比为1：30：2.5：5，在6％高岭土浓度、50℃反应温度下得到凝胶状复合体系，经70℃干燥，500℃焙烧2 h制备得到高岭石基掺N纳米TiO<,2>。 2．采用XRD、FTIR、Raman和SEM技术对优化条件下制备的样品进行了晶体结构、分子结构和表面形貌的表征分析。结果表明，高岭石表面被纳米锐钛矿相TiO<,2>均匀覆盖。N取代TiO<,2>晶格中的部分氧原子位与Ti键合形成Ti-N化学键。N的掺入在一定温度下，阻碍了锐钛矿相TiO<,2>向金红石相的转变。 3．以偶氮染料废水为对象进行了降解脱色研究。偶氮染料废水初始吸光度A<,o>=0.200，催化剂浓度0.25g/L，在紫外灯下照射50min，掺N纳米TiO<,2>和高岭石基掺N纳米TiO<,2>对偶氮染料废水的脱色率分别为99.3％和99.0％，COD去除率分别为98.6％和97.8％。与掺N纳米TiO<,2>相比，高岭石基掺N纳米TiO<,2>降解速度快，且有利于催化剂回收并多次利用。 4．在紫外光和模拟太阳光下以DDVP农药为对象进行了降解研究。DDVP初始浓度10mg/L，催化剂浓度0.2g/L，在紫外灯下照射50min，高岭石基掺N纳米TiO<,2>对DDVP的降解率为97.4％。添加适量H<,2>O<,2>可加大反应速率。溶液pH值对DDVP的降解效果有较大影响，酸性和碱性环境的降解率高于中性。在模拟太阳光的氙灯下照射150min，高岭石基纳米TiO<,2>和高岭石基掺N纳米TiO<,2>对DDVP的降解率分烈为51.3％和93.4％。表明N的掺杂使TiO<,2>的光响应范围由紫外光拓展至可见光。