近年来，全球能源危机和环境污染成为社会所普遍关注的问题。在各种利用半导体光催化技术降解有机污染物的研究中，纳米TiO2米催化剂由于具有良好的化学稳定性、无毒、原材料来源丰富等优点而倍受关注。但由于TiO2禁带较宽(3.2 eV)，只能被波长较短的紫外光激发(λ<387nm)，而紫外光仅占到达地球表面太阳光的3％-4％，太阳光谱中能量约占43％的可见光却未得到有效利用；同时TiO2中产生的光生电子一空穴对的复合几率较高，导致其光量子效率很低。针对以上不足，人们采用了多种方法对TiO2进行改性研究，试图提高其对可见光的利用率和量子效率，其中离子掺杂作为一种有效的改性方法得到了广泛的研究。而多组分共掺杂改性TiO2引起了人们的重视。研究发现选取适当离子对TiO2进行共掺杂改性，由于共掺杂离子间存在协同作用机制，有利于光生电子一空穴对的分离及对可见光的吸收，从而使共掺杂的光催化剂具有比单一元素掺杂更高的光催化活性。本文通过微波化学法合成了高活性的可见光响应N、V分别掺杂及共掺杂纳米TiO2，利用XRD、FT-IR、TEM、XPS、UV-Vis、PL、Zeta电位纳米粒度分析等手段对样品的性能进行表征，并以甲基橙为目标降解物，研究了粉体在普通日光灯照射下的光催化活性，主要研究内容和结果如下：　　 一、N掺杂纳米TiO2光催化剂：　　 (1)以水为溶剂，尿素为氮源，采用微波化学法合成了可见光响应N掺杂纳米TiO2光催化剂，并探索了光催化性能最佳的制备条件和实验参数；　　 (2)研究了N掺杂量、pH值、热处理温度等对N掺杂纳米TiO2的晶型结构、可见光吸收光谱、可见光光催化性能的影响，优化并获得了光催化效率最佳的相应粉体的制备工艺，即60℃水浴，尿素在TiO2溶胶中的质量百分比为18.2％，pH值为2.5，450℃热处理4h；　　 (3)在普通日光灯下，所制备的N-TiO2纳米粉体对甲基橙的降解率均优于P25和纯TiO2光催化剂，光照6h后，N-TiO2纳米粉体对甲基橙的降解率可达到55％。　　 二、V掺杂纳米TiO2光催化剂：　　 (1)采用溶胶-凝胶法制备得到了V掺杂纳米TiO2光催化剂，钒的掺入抑制了TiO2晶粒的长大，促进了TiO2纳米粒子由锐钛矿相向金红石相的转变；　　 (2)研究了V掺杂量、热处理温度等对V掺杂纳米TiO2的晶型结构、可见光吸收光谱、可见光光催化性能的影响，优化并获得了光催化效率最佳的相应粉体的制备工艺，即60℃水浴，V离子与TiO2质量百分比为1.5％，pH值为　　 2.5，300℃热处理4h；　　 (3)所制备的钒掺杂纳米TiO2粉体在普通日光灯下对甲基橙的降解率明显高于P25，表明该粉体具有良好的光催化活性。　　 三、N、V共掺杂纳米TiO2光催化剂：　　 (1)采用微波化学合成法制备了可见光响应N、v共掺杂纳米TiO2光催化剂，N、V共掺杂抑制了TiO2从锐钛矿相到金红石相的转变，与单掺杂相比，这种抑制作用更加明显；　　 (2)研究了N和V的掺杂量、热处理温度等对N、V共掺杂纳米TiO2的晶型结构、可见光光催化性能的影响，优化并获得了光催化效率最佳的相应粉体的制备工艺，即60℃水浴，尿素在TiO2溶胶中的质量百分比为18.2％，V离子与TiO2质量百分比为0.6％，pH值为2.5，550℃热处理4h；　　 (4)N、V共掺杂TiO2在可见光区的吸收特性明显优于P25和纯TiO2；同时N、V共掺杂对提高光催化活性具有协同作用，在普通日光灯下表现出很高的光催化性能。　　 本文的创新点及特色主要体现在改性TiO2光催化剂的研究方法、掺杂组份及合成工艺技术三个方面，即在本课题组前期理论计算结果的指导下，采用溶胶-凝胶法与微波化学法相结合，有目的地合成高活性的可见光响应型N、V共掺杂TiO2粉体，可有效克服目前在光催化剂研究方面普遍存在的盲目性、重复性严重及原材料、人员和时间的巨大浪费，且工艺路线简单，原料价格便宜，具有工业化应用前景。