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本论文针对以二氧化钛为基础的光催化剂还存在着反应速率慢、量子化产率低、利用太阳能的能力差等缺点，研制了一种简易的原位碳掺杂的中空二氧化钛(TiO2)微球的制备方法。即以单分散阳离子聚苯乙烯微球(CPS)为模板，利用静电吸引，促使二氧化钛前驱体(TBT)在模板表面实现均匀的自组装，最后，在密闭体系中煅烧去除模板，原位合成的一种有序的碳掺杂中空二氧化钛可见光催化剂。本方法成功克服了传统的碳掺杂二氧化钛需要额外加入碳前驱体的缺点。更重要的是，所制备的碳掺杂的多孔二氧化钛在催化降解罗丹明B时，展现了突出的可见光催化效果。 另一方面，二氧化硅具有良好的化学惰性和高表面积，已被证明能有效地提高二氧化钛的光催化效率，为此，我们进一步研制出分级多孔碳掺杂二氧化硅/二氧化钛光催化剂(SiO2/C-TiO2)。具体来说，以CPS为模板，通过水解缩合四乙氧基硅烷和3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)，制备出CPS/SiO2核壳结构材料;再以CPS/SiO2为模板，进一步聚合苯乙烯和阳离子单体(DMC)，制备出类似于三明治式的CPS/SiO2/CPS粒子;然后，以三明治式粒子为模板，再在表面沉降TBT，产生二氧化钛外层。最后，通过一步煅烧除去双层模板，成功制备出分级多孔碳掺杂二氧化硅/二氧化钛光催化剂。这种新型的分级多孔复合材料，无论是在紫外还是可见光作用下，都展现出比P25更优的光催化性能。此外，我们进一步把分级多孔SiO2/C-TiO2作为电极材料制备成电容器，发现其明显提高了电容器的充放电性能，为其可能的实用化奠定了坚实的基础。显然，本论文所涉及这种碳掺杂二氧化钛的简易制备方法，为制备各种碳掺杂二氧化钛光催化剂提供了理论指导和实验依据。