稀土掺杂二氧化钛的制备及其光催化性能的研究
静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究的开题报告
静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究的开题报告一、研究背景与意义随着环境污染日益加重，人们对于环境保护和清洁生产的需求也越来越迫切。
因此，开发一种高效、环保的光催化材料成为当前研究的热点之一。
其中，纳米二氧化钛是目前应用最为广泛的光催化材料之一，但其光催化活性受制于其带隙宽度和光生电子-空穴对的复合速率等因素。
通过稀土元素的掺杂，可以改善纳米二氧化钛的光催化性能。
静电纺丝技术是一种简便、高效的纳米纤维制备技术，可以制备出具有良好结晶性和较大比表面积的纳米光催化材料。
因此，本研究拟采用静电纺丝技术制备稀土元素掺杂的二氧化钛纳米带，并研究其在光催化降解有机污染物方面的应用。
二、研究内容和方法1.制备稀土元素掺杂二氧化钛纳米带在本研究中，选用稀土元素（如钕、镧、铈等）作为掺杂元素，在静电纺丝过程中与二氧化钛纳米颗粒混合，制备稀土元素掺杂的二氧化钛纳米带。
调整混合比例，控制稀土元素的掺杂量，优化制备工艺，获得具有良好结晶性和较大比表面积的稀土掺杂二氧化钛纳米带。
2.研究稀土掺杂对二氧化钛光催化性能的影响采用紫外-可见吸收光谱、荧光光谱和X射线光电子能谱等方法，研究稀土掺杂对二氧化钛的光学和表面化学性质的影响。
通过比较纯二氧化钛和稀土掺杂二氧化钛的光催化降解有机污染物的效果，分析稀土掺杂对二氧化钛光催化性能的改善作用，探究稀土掺杂机制。
三、预期成果和意义1.成功制备稀土掺杂二氧化钛纳米带。
2.研究稀土掺杂对二氧化钛光催化性能的影响，并得到明确的结论。
3.探究稀土掺杂机制，为光催化材料的研究和应用提供理论依据。
4.为环境保护和清洁生产提供一种高效、环保的光催化材料。
四、参考文献1. J.H. Lin, Z.S. Wu, Y.Q. Liu, et al. Cerium-doped titanium dioxide nanoparticles for the sensitive detection of heavy metals. Analyst, 2013; 138(16): 4745-4752.2. C. Huang, X. Zhuo, X. Shuai, et al. Self-doped Ti3+ active centers boosting 2D TiO2 nanosheets for photocatalytic NO removal. ACS Appl Mater Interfaces, 2018; 10(17): 14509-14517.3. X. Weimin, Z. Yuchao, S. Guohua, et al. Facile synthesis of boron-doped TiO2 nanoparticles with high visible-light-driven photocatalytic activity. Dalton Trans, 2014; 43(12): 4719-4727.。
稀土掺杂TiO2_的光催化性能研究
第53卷第3期 辽 宁 化 工 Vol.53，No. 3 2024年3月 Liaoning Chemical Industry March，2024基金项目：辽宁工业大学创新创业训练计划项目（项目编号：X2021049）。
收稿日期：2023-02-28稀土掺杂TiO 2的光催化性能研究路君凤，赵鑫，王欢*（辽宁工业大学 化学与环境工程学院，辽宁 锦州 121001）摘 要：以钛酸丁酯、无水乙醇、冰乙酸为原料，以罗丹明B 为模拟有机污染物，采用溶胶-凝胶法制备了一系列的TiO 2光催化剂，并利用XRD 和物理吸附对催化剂进行了表征。
考察了原料配比、凝胶时间、稀土掺杂种类、稀土掺杂量对TiO 2光催化罗丹明B 性能的影响。
结果表明：当钛酸比为1.5∶1、钛醇比为2∶1、凝胶时间为48 h、Pr 掺杂量为2%时，TiO 2光催化罗丹明B 的降解率最好。
在光催化条件为罗丹明B 初始质量浓度为4 mg ·L -1、催化剂质量0.05 g、光反应时间6 h 时，罗丹明B 的降解率达93.23%。
关 键 词：二氧化钛；稀土金属；光催化剂中图分类号：TQ426 文献标识码： A 文章编号： 1004-0935（2024）03-0375-05光催化降解凭借其高效、无二次污染、低耗能的优势备受各界关注[1]。
在多种光催化剂中，二氧化钛（TiO 2）因其稳定性好、成本低、无毒、无二次污染、易掺杂改性、光照氧化能力强等优点，而被认为是一种理想的光催化材料[2-4]。
但是，在悬浮液体系的光催化过程中，由于其粒径小、温度低、易团聚、难回收等特点，降低了催化效率，增加了成本，制约了其大规模的工业应用。
许多科研人员围绕上述问题开展了一系列研究，通过适当的掺杂方法，如与其他金属氧化物和硫化物混合或掺杂，可提高催化剂的催化活性[5-9]。
本文通过掺杂稀土氧化物对TiO 2进行改性，以期提高其光催化性能。
1 实验部分1.1 催化剂的制备采用溶胶-凝胶法制备TiO 2样品，具体操作过程如下：在室温条件下，量取10 mL 的钛酸丁酯置于烧杯中，将烧杯放于磁力搅拌器边搅拌边逐滴加入15 mL 无水乙醇，作为A 液。
稀土元素(镧、铈)掺杂tio2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究
Vol. 49 No. 1January ,2020第49卷第1期2020年1月人工晶体学报JOURNAL 0F SYNTHETIC CRYSTALS 稀土元素(爾、肺)掺杂Ti()2复合材料的制备及其光催化性和抑菌性的研究陈霞，陆改玲，计晶晶，赵石磊，周淒(内蒙古科技大学包头医学院，包头014060)摘要:以钛酸丁酯(C 16H 36O 4 Ti)、蒸憎水、无水乙醇、冰乙酸、氧化镯(La 2O 3)和氧化W(CeO 2)为原料，采用溶胶-凝胶 法制备了纳米TiO 2和稀土元素掺杂的TiO 2复合材料。
利用X 射线衍射仪、扫描电子显微镜、ICP-OES 等离子体发射 光谱元素分析、紫外-可见光谱仪和培养基扩散法对样品进行了表征和性能研究。
实验结果表明:本实验成功制备了 锐钛矿晶型的Ti 。
？粉末和钢掺杂的二氧化钛粉末(La/Ti()2),因氧化鋪微溶于酸,没有溶解到溶液中,Ce 基本没有掺 入到二氧化钛中，所制备的粉末主要是锐钛矿型二氧化钛和氧化钵的混合物，对Ti 。
？的性能基本没有影响。
La/TiO 2 粉末中La 元素的含量为& 24%，在300 min 内La/TiO 2光催化罗丹明B 溶液的脱色率提高达到91.2%，对金黄色葡 萄球菌有良好的抑制作用。
关键词:掺杂(La , Ce )的TiO 2复合材料;La/TiO 2 ;溶胶-凝胶法;光催化性;抑菌性中图分类号:TQ134.1 + 1 文献标识码:A 文章编号:1000-985X( 2020) 01 -0062-05Photocatalytic and Antibacterial Activity of Rare Earth Element(La, Ce) Doped TiO 2 CompositeCHEN Xia, LU Gailing, JI Jingjing, ZHAO Shilei, ZHOU Yun(Baotou Medical College , Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014060, China)Abstract :Using C 16H 3604Ti , H 20, CH 3COOH , C 2H 60, 03 and CeO 2 as raw materials. The nanostructure TiO 2 and rare earth element (La, Ce) doped TiO 2 composite were prepared by sol-gel method. The Performance and property of samples were studied by X-ray diffractometer , scanning electron microscope , ICP-OES , UV-Vis spectrometer and Medium diffusion. The result of experiment show that the experiment prepared to anatase crystal type of TiO 2 powder and La/TiO 2 powder, because cerium oxide slightly soluble in sour, doesn * t dissolve in solution. Ce is basically not mixed into titanium dioxide. The powder main of anatase type TiO 2 and the compound of cerium oxides , no effect on the performance of TiO 2. In the La/TiO powder has 8.24% La element. The 300 min La/TiO 2 photocatalytic rhodamine B solution f s decolourization ratio increase to 91.2% f it has good inhibitory effect on staphylococcus aureus.Key words :earth element ( La, Ce) doped TiO 2 composite ； La/TiO 2 ； sol-gel method ； photocatalysis ； antibacterial activity 0引 言随着人们生活水平的提高，对日用品、环保、医疗、食品包装、水处理等的抑菌性有了较高的要求。
稀土元素掺杂TiO_2光催化剂的制备与性能研究动态
2. 2 Ce4 +掺杂 TiO2 光催化活性及掺杂机理的探讨 Ce元素具有 + 3和 + 4两个价态 ,经高温焙烧后主
要以 4价的 CeO2 形式存在 ,少量 Ce掺杂后 TiO2 光催 化活性的提高主要是由于 Ce4 + 能成为光生电子捕获 剂 。由于 Ce4 + /Ce3 + 还 原反 应 所 具 有 的 势 能 级 为 1. 61V ,在紫外光照射下 , Ce4 +很容易捕获光生电子生成 Ce3 + ,起到光生电子捕获剂的作用 ,电子被捕获后 ,因 难以与空穴结合而分离 ,提高了 TiO2 的光催化活性 。 但随着 Ce4 +的增加 ,界面上 Ti4 +进入 CeO2 晶格的量也 随之增多 。 Ti4 + 进入 CeO2 晶格后被 8 个氧原子“锁 定 ”,价态不变 ,不能象 3 价稀土离子掺杂可捕获空穴 产生活性羟基 ,掺杂量增加的同时催化剂中电子捕获 剂表面 Ti4 +也减少 ,以上现象的同时发生造成了光生 电子 ———空穴对的快速复合 。这种影响要大于 Ce4 +的 正贡献 ,因而随着掺杂量的增加 ,催化剂活性降低 [10 ] 。 2. 3 其它稀土元素掺杂 TiO2 光催化活性及掺杂机理 探讨
环境和能源是 21 世纪人类面临和亟待解决的问 题 。能直接利用太阳能在常温下来驱动的光催化反应 技术成为一种较为理想的环境污染治理和清洁生产的 方式 ,在环保 、能源 、医药 、建材和食品等行业具有广阔 的应用前景 ,因而倍受科学界 、政府部门和企业界的重 视 。 TiO2 凭借其价廉 、无毒 、高稳定性 、耐腐蚀性 、可循 环利用等特点 ,成为一种极具发展前景的光催化剂主 体材料 ,已被广泛用于空气净化 、废水处理 、抗菌和表 面清洁等领域 。然而 , TiO2 本身存在光吸收范围窄 、光 电子 - 空穴对寿命短等缺点 ,限制了 TiO2 的实际应用 范围 。因此 , TiO2 的光催化活性必须得到充分提高 ,拓 展其可见光响应范围 ,使其具有更高光催化活性 。为 此 ,各国科研工作者采取了多种办法如贵金属沉积 、半 导体复合 、离子掺杂 、光敏化 、表面还原处理等 [1 - 4 ]来
掺杂二氧化钛光催化剂的制备、表征及可见光光催化性能解析
掺杂二氧化钛光催化剂的制备、表征及可见光光催化性能自1972年Fujishima和Honda发现Ti02电极光解水以来,二氧化钛半导体光催化材料由于在水和空气净化及太阳能转化方面具有广泛的潜在应用前景而被人们深入研究。
Ti02的禁带较宽(锐钛矿为3.2 eV),只能被紫外光激发,不能充分利用太阳光,限制了它在实际中的应用。
对其进行掺杂改性,使其成为能够被可见光激发的光催化剂,多年来成为光催化研究领域的热点。
本文主要围绕掺杂Ti02可见光光催化剂的合成、表征和性能等方面的研究开展了如下工作：以钛酸盐纳米管为前驱体和硝酸铁为掺杂剂,通过浸渍煅烧的方法制备了Fe3+掺杂Ti02纳米棒光催化剂。
所制备的样品用扫描电镜,透射电镜,X射线衍射,X射线光电子能谱,N：吸附-脱附和紫外可见漫反射光谱进行了表征。
以丙酮作为污染物,来测定样品在空气中的可见光光催化活性。
光催化试验表明,Fe3+掺杂增强了Ti02纳米棒可见光光催化活性,当铁钛原子比在0.1-1.0%的掺杂浓度时,其光催化活性高于商用Degussa P25和没有掺杂Ti02纳米棒。
尤其是当铁钛原子比在0.5%时,Fe3+掺杂Ti02纳米棒的光催化活性是P25的2倍多。
这种高活性是下列因素协同作用的结果：一维纳米结构增强载流子的传输,Fe3+掺杂增强了对光子的吸收和对可见光的响应范围,缩小了Ti02的禁带宽度以及降低了其光生电子和空穴的复合速率。
同时,我们也采用第一性原理对Fe3+掺杂Ti02纳米棒的电子结构进行了研究和讨论。
以水热合成法制备的高能面Ti02纳米片为前驱体和硫脲为掺杂剂,采用热处理的方法制备了高可见光活性的氮和硫共掺杂的高能面Ti02纳米片光催化剂。
掺杂剂硫脲的含量影响热处理后掺杂样品的结晶程度和晶粒尺寸。
N、S共掺杂通过N2p、S3p轨道和02p 轨道间的杂化,降低了掺杂后高能面Ti02纳米片光催化剂的禁带宽度,从而使掺杂的Ti02纳米片具有强的吸收可见光光子的能力,且使掺杂后的Ti02纳米片对光的响应吸收范围拓宽到可见光区。
静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维与光催化性能研究的开题报告
静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维与光
催化性能研究的开题报告
一、研究背景
随着环境污染的日益加剧，光催化技术成为一种高效的净化方法。
稀土掺杂二氧化钛是光催化材料中的一种，具有良好的光催化性能，可用于降解有机污染物。
而纳米纤维作为一种具有高比表面积和孔隙率的材料，更能够增加光催化材料的光吸收和反应活性。
静电纺丝技术作为一种简单易行的纳米纤维制备方法，近年来受到了广泛关注。
本研究旨在通过静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维，并研究其光催化性能。
二、研究内容与目标
1.通过静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维。
2.研究稀土掺杂对二氧化钛光催化性能的影响。
3.对稀土掺杂二氧化钛纳米纤维进行表征，分析其光学性质、微观形貌和结构特征。
4.研究制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维所需的最佳制备条件。
5.评估稀土掺杂二氧化钛纳米纤维的光催化性能，探究其在水中去除有机污染物的应用潜力。
三、研究方法
1.合成稀土掺杂二氧化钛纳米颗粒；
2.采用静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米纤维；
3.对样品进行光学性质、微观形貌和结构特征等方面的表征；
4.测试稀土掺杂二氧化钛纳米纤维的光催化性能；
5.评估稀土掺杂二氧化钛纳米纤维的应用潜力。
四、研究意义
本研究可为稀土掺杂二氧化钛纳米纤维的制备提供了一种简单易行的方法，并为稀土掺杂二氧化钛纳米纤维在光催化水处理领域的应用提供了技术支撑和理论依据。
掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究的开题报告
掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究的开题报告一、题目：掺杂纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究二、背景介绍：光催化技术是一种可以利用光能将氧化还原反应转化为化学反应的技术，它在环境污染治理、新能源开发等领域得到广泛应用。
纳米二氧化钛是一种光催化材料，其表面具有较高的光催化活性，可以在紫外光照射下分解有机物，具有较好的降解污染物和消除臭味的能力。
然而，纳米二氧化钛的光催化活性受到其表面缺陷、结晶度和能带结构等多种因素的影响，因此需要对其进行掺杂和修饰来提高其光催化性能。
三、研究目的：本次研究旨在通过掺杂不同元素，制备出多种掺杂纳米二氧化钛材料，并对其光催化活性进行比较，探究掺杂对纳米二氧化钛光催化性能的影响规律，以期提高纳米二氧化钛的光催化活性。
四、研究内容：1. 纳米二氧化钛的制备方法研究；2. 掺杂剂的选择和添加量的优化；3. 掺杂后纳米二氧化钛的结构和形态表征；4. 掺杂后纳米二氧化钛的光催化性能测试；5. 光催化机理研究。
五、研究意义：本次研究有助于提高纳米二氧化钛的光催化活性，有望在环境污染治理、新能源开发等方面得到广泛的应用。
同时，本研究对于掺杂二氧化钛光催化性能的提高规律有一定的启示作用。
六、研究方法：本次研究采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛，并通过半导体掺杂技术掺杂不同元素，制备多种掺杂纳米二氧化钛材料。
使用X射线衍射仪、扫描电镜等测试设备对其结构和形态进行表征，使用紫外-可见漫反射光谱和光电化学电池测试系统等测试设备对其光催化性能进行测试和评价。
七、预期成果：1. 制备纳米二氧化钛及其掺杂材料，确定最佳掺杂条件；2. 对不同掺杂材料进行性能测试比较，得出掺杂对光催化性能的影响规律；3. 探究光催化机理，为光催化材料的研究提供有价值的参考；4. 具有一定的应用价值和推广价值。
稀土掺杂纳米TiO2的制备、性能及机理研究
预备知识
稀土元素是指元素周期表中的镧系元素和钪、钇共17种元素。它们具有独特 的电子结构和化学性质，常见的稀土元素有La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、 Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu等。纳米TiO2是一种常见的白色无机粉末，具有 优异的紫外光吸收能力和光催化性能，被广泛应用于环保、能源、生物医学等领 域。
性能及机理研究
1、结构性能
稀土掺杂纳米TiO2的晶体结构发生改变，由锐钛矿型向金红石型转变。稀土 元素的引入可以减小纳米TiO2的晶格常数，从而改善其光催化性能。这是由于稀 土元素具有较小的原子半径，可以取代TiO2晶格中的部分Ti或O原子，导致晶格 常数减小。
2、光学性能
稀土掺杂纳米TiO2的光学性能得到显著改善。稀土离子的加入可以拓宽纳米 TiO2的吸收光谱范围，使其对可见光的吸收能力增强。这是由于稀土离子的能级 结构与TiO2的导带和价带能级匹配良好，从而促进了光生电子-空穴对的分离和 迁移。
此外，掺杂元素对氧化锌纳米材料的性能也有显著影响。例如，掺杂金属离 子可提高材料的导电性和光学性能，掺杂非金属元素可改善材料的稳定性和抗氧 化性，掺杂稀土元素可赋予材料独特的光学和电学性能。
三、结论
本次演示对氧化锌纳米材料的制备、掺杂及性能研究进行了详细阐述。通过 了解不同制备方法和掺杂剂的选择及其作用机理，有助于更好地控制氧化锌纳米 材料的形貌、结构和性能。然而，目前关于氧化锌纳米材料的研究仍存在一定的 问题和不足之处，如制备方法的优化、掺杂元素的多元化以及性能研究的系统化 等，需要进一步深入研究。未来，随着技术的不断发展，氧化锌纳米材料将在更 多领域展现出广阔的应用前景。
未来研究方向
1、深入研究稀土掺杂纳米TiO2的制备工艺，提高产物的形貌和粒径可控性， 为实现规模化生产提供技术支持。
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稀土掺杂二氧化钛的制备、及其光催化性能研究刘学琴(中国地质大学材料科学与工程学院武汉430074)摘要：二氧化钛在光致变色、污水处理、空气净化、等诸多方面具有广阔的应用前景。
但其作为一种光催化材料只能吸收利用紫外波段的光，制约了其在实际中的应用。
研究发现用稀土离子掺杂二氧化钛是解决这一问题的一个行之有效的方法。
本文对稀土掺杂二氧化钛的制备方法、影响光催化的主要因素及其光催化的机理做了简要综述。
关键词：二氧化钛；稀土；掺杂；光催化Preparation and Photocatalytic Properties of TiO2Nanoparticles of Doped Rare EarthXueqin Liu(Faculty of Materials Science and Chemical Engineering, China University ofGeosciences,Wuhan 430074)Abstract：TiO2 has widespread potential applications, including photochromic, sewage treatment, air purification etc. But as a photocatalyst only absorb ultravioletlight, limiting its practical application. Study found that titanium dioxidedoped with rare earth ions is a effective method to this problem. This paperreviewed the preparation method of rare earth doped titanium dioxide, themain factors affect the photocatalytican and the mechanism of itsphotocatalytic.Keyword：TiO2; Rare earth; Doped; Photocatalytic0.前言：光催化性是纳米半导体的独特性能之一，TiO2作为光催化材料因其具有化学性质稳定，对生物无毒性等优点，成为当前最有应用潜力的一种光催化剂[1]。
但是由于TiO2光催化剂带隙较宽(Eg=3.12 eV, K=387nm ) ,只有在K小于387nm的紫外光激发下,价带电子才能跃迁到导带上形成光生电子和空穴分离;而且,由于光激发产生的电子和空穴的复合,导致光量子效率很低,制约了TiO2纳米材料在实际中的应用[2]。
目前，国内外提高TiO2纳米粉体和纳米薄膜光催化性能常见方法包括离子掺杂、贵金属沉积、复合半导体、光敏化、超强酸化、表面螯合、表面还原处理等，其中以离子掺杂研究报道较多[3]。
本文着重阐述了二氧化钛掺杂稀土的制备方法，影响光催化性能的主要因素以及催化增强的机理。
1.稀土掺杂SiO2的制备方法向TiO2中引入稀土的方法主要有以下几种:（l）溶胶一凝胶法[4]:这种方法是在用溶胶一凝胶法制备TiO2纳米粒子的过程中加入稀土离子的盐溶液(氯化物、硝酸盐或其它)，之后将形成的凝胶进行干燥烧结。
该方法在水解过程中能促进晶核的形成，抑制晶核的长大和颗粒的聚集，而且工艺简单，操作便利，合成温度低，条件易控且得到的产品具有良好的均一性和较高的纯度，易实现掺杂。
(2)浸渍法[5]:将稀土氧化物和二氧化钦粉末按一定比例配制的悬浮液搅拌均匀，蒸发至干，在稍高温度下干燥至恒重，过筛，锻烧，得到样品。
也有方法是将TiO2微粉浸渍在一定浓度的金属离子的盐溶液中，加入碱液使掺杂金属离子转变为金属氢氧化物，然后经过烧结转变为金属氧化物。
(3)直接吸附法[6]:是将微粉浸渍在一定浓度的稀土离子的盐溶液中，搅拌、过滤、干燥后作为样品。
(4)共沉淀法:这种方法是将含有Ti4+和掺杂离子的溶液慢慢加到含有过量沉淀剂的溶液中，并进行搅拌。
由于沉淀离子的浓度大大超过沉淀平衡浓度，从而使两种离子能够同时按比例沉淀下来，得到较均匀的沉淀物，再经过滤、烘干、锻烧，得到样品。
2. 影响光催化性能的主要因素第一，热处理温度。
不同的热处理温度影响改性样品的粒径、晶型以及形成固溶体的情况，从而影响改性样品的光催化活性。
中南大学的尹荔松[4]等通过研究不同温度下热处理的掺杂TiO2，得出300-500℃范围内,不同浓度镧、铈掺杂的纳米TiO2的光催化降解率都较纯纳米TiO2有一定程度的提高，在400℃时达到最佳，但随着热处理温度的升高,各掺杂浓度纳米TiO2薄膜的光催化性能都比400℃热处理的纳米TiO2薄膜有所下降。
他们分析认为这是因为热处理不充分时,催化剂中的锐钛矿相含量未达到最佳值,且由于表面键合或吸附羟基密度过高而使载流子的复合成为主要过程,对光催化效果不利；另外,热处理温度过高使得晶粒之间发生团聚,粒径增大；而光激发产生的电子、空穴必须迁移到半导体表面才能与电子给体或受体发生氧化或还原反应；在粒径为1μm的TiO2粒子中,电子从内部扩散到表面的时间为100 ns,而在粒径为10 nm的微粒中只有10 ps[7],故粒径越大,光生载流子从体内扩散到表面所需的时间越长,电子和空穴的复合概率就越大,从而导致光催化活性的下降。
第二，热处理时间。
兰州理工大学的李翠霞[8]系统的研究了烧结时间对光催化活性的影响，结果发现同煅烧温度一样，烧结时间也存在一个最优的值，超过这个时间，催化效率会随之下降。
原因在于：随着烧结时间增长,样品中锐钛矿晶型含量减少而金红石晶型含量增多,平均粒径变大.一方面平均粒径变大使得TiO2的比表面积迅速减小,导致光催化剂对反应物的表面吸附能力下降,从而降低材料的光催化活性；另一方面,一定比例的混晶有益于提高材料的光催化活性,这使得烧结时间出现一个最佳值。
第三，稀土离子的种类。
不同的稀土离子对TiO2的光催化性能具有不同的影响，这是元素的特殊性决定的。
这种特殊性包括电子的组态、离子的能级、离子半径、离子的氧化还原电位等。
A.W.Xu等[9]对La3+、Ce3+、Er3+、Pr3+、Gd3+、Nd3+、Sm3+掺杂TiO2光催化剂的活性进行了比较，发现Gd+3掺杂最有利，认为原因在于Gd+3电子层结构为半充满，故在俘获电子后容易再释放出电子，即形成的是浅势俘获阱，而其它离子形成的势阱较深，电子被俘获后难于脱离陷阱，故活性要差一些。
第四，引入稀土的浓度许多研究表明，稀土改性具有一个最佳浓度。
引入浓度过低，半导体中没有足够捕获光生载流子的陷阱，光生电子和空穴不能达到最有效分离;引入浓度过高，会导致表面光生载流子复合中心增多，降低光催化效率。
3.稀土掺杂SiO2光催化活性增强机理分析二氧化钛作为一种半导体，其催化原理是：当吸收了波长小于或等于387.05 nm的光子后，TiO2价带中的电子就会被激发到导带，同时在价带产生相应的空穴，这样就在半导体内部生成带负电的高活性电子和带正电的空穴。
由于半导体能带的不连续性，电子和空穴的寿命较长，电子与空穴发生分离并迁移。
迁移过程中，部分电子-空穴对在TiO2纳米管晶粒内部发生复合反应，并以热或光能的形式将能量释放；部分电子-空穴对迁移到纳米管晶粒表面不同的位置，它们能够在电场作用下或通过扩散的方式迁移至纳米管内外表面，部分电子-空穴对被表面晶格缺陷捕获失去活性，部分电子-空穴对在表面直接复合，以热或光能的形式将能量释放，剩余部分电子-空穴对中的空穴同吸附在纳米管表面的H2O发生作用生成·OH，·OH是一种比空穴具有更高活性的氧化物种；光生电子则能够与吸附在纳米管表面的O2发生作用生成HO2·和·O2-等活性氧类，吸附在纳米管表面上的有机污染物与空穴-电子对和·OH、HO2·和·O2-等发生氧化还原反应，使其最终降解为CO2和H2O等无机分子[10]。
稀土掺杂SiO2之后一般从一下几个方面提高其光催化活性:（1）掺杂可以形成捕获中心，价态高于Ti4+的金属离子捕获电子，低于Ti4+的金属离子捕获空穴，从而抑制电子-空穴复合；（2）掺杂可以形成掺杂能级，使能量较小的光子能激发掺杂能级上捕获的电子和空穴，提高光子的利用率；（3）掺杂可以导致载流子扩散长度增大，从而延长了电子和空穴的寿命，抑制复合；（4）掺杂可以造成晶格缺陷，有利于形成更多的Ti3+氧化中心。
4.展望目前制约纳米TiO2广泛实际应用的主要因素除其较低的光催化效率以外，还有一个重要的因素在于目前其制备的生产成本高、生成效率低及生产周期长。
只有采用先进的制备方法、手段，在相关理论指导下，探索制备简单、产量高、周期短、成本低的TiO2纳米管制备及其掺杂方法，进一步提高TiO2纳米管光催化性能才能使其得到真正广泛的实际应用。
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