(最新版)掺铁二氧化钛的制备及其对罗丹明B的降解40环境工程本科毕业设计41
铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化降解有机物的性能研究
铁掺杂二氧化钛的制备及其光催化降解有机物的性能研究摘要：本论文为了研究掺铁二氧化钛颗粒的制备及其光催化性能对有机物的降解性能，使用了溶胶-凝胶法制备了掺铁二氧化钛颗粒，然后将掺铁二氧化钛依次通过X-射线衍射仪(XRD)，扫描电镜（SEM）和傅立叶红外光谱仪(FT-IR)进行表征来观察了解样品的结构和形貌以及样品的化学性质，并且用粒径检测仪测定它的粒径分布。
最后以光催化降解硝基苯实验为探究对象，对掺铁二氧化钛的光催化性能进行评价。
结果表明：经过铁掺杂改性的二氧化钛光催化活性比没有经过改性的二氧化钛得到明显提高。
关键词：二氧化钛；掺杂；铁；光催化1、社会的进步改善了人们的生活条件，但凡事有利有弊，科学虽然很先进，而且还在不断发展，但是环境污染和能源危机也日益严重。
所以，现在人们为了弥补对环境造成的破坏，倡导保护环境并进行了大量环保方面的研究。
而半导体光催化技术在对一些难易降解的且对环境有害的物质能起到有效地降解作用[1]，使得这一技术受到了科研人员们额重视。
在这之中，尤其以TiO2为首的一系列光催化材料也受到重视以及对TiO2的广泛研究。
TiO2本身有着化学活性高，化学稳定性好，清洁无毒，成本低等优点，这使得TiO2光催化技术方面有着很好的前景，但TiO2也有局限性，TiO2的禁带限制了自身的光催化活性，TiO2的禁带在半导体禁带宽度中显得比较宽，导致了TiO2只能吸收太阳光的很小一部分。
所以严重阻碍了人们对TiO2的使用机会。
此外，TiO2的电子-空穴极易复合[4]，因此TiO2的光催化性能受到了不利的影响。
所以，为了减小其禁带宽度，提高其对光的吸收率至可见光区而对TiO2进行改性。
铁掺杂TiO2的制备方法[5]中人们最常用的方法是溶胶-凝胶法，溶胶-凝胶法的优点在于它的反应是在分子间进行各组分的混合，并且反应条件温和不需要加温，这样也不会出现杂相的缺点，得到比较高纯度的产物，得到的产物的还有粒径小，均匀性高的优点[6]。
SmTiO2SiO2的制备及其光催化降解罗丹明B的研究
Sm@TiO 2-SiO 2的制备及其光催化降解罗丹明B 的研究訾悦,李会鹏,赵华(辽宁石油化工大学化学化工与环境学部,辽宁抚顺113001)[摘要]以硝酸钐为原料,用溶胶-凝胶法制备了稀土离子掺杂的TiO 2-SiO 2催化剂,并用UV-Vis 、XRD 、FTIR 、PL 、SEM 进行表征。
结果表明:钐(Sm )的嵌入促进了光生电子-空穴的有效分离,提高了量子效率。
在氙灯照射下,考察掺杂不同质量钐的催化剂对罗丹明B 的催化降解性能,相比于未掺杂催化剂,掺杂钐的催化剂对α-R 相变有抑制作用,有利于形成小晶粒锐钛矿。
采用2%Sm@TiO 2-SiO 2催化剂,照射3h 时,对罗丹明B 的降解率可达99%。
[关键词]光催化;TiO 2-SiO 2;稀土;Sm@TiO 2-SiO 2[中图分类号]X703;O643.36[文献标识码]A[文章编号]1005-829X (2019)04-0070-04Research on the preparation of Sm@TiO 2-SiO 2and its photocatalytic degradation of Rhodamine BZi Yue ,Li Huipeng ,Zhao Hua(College of Chemistry ,Chemical Engineering and Environmental Engineering ,Liaoning Shihua University ,Fushun 113001,China )Abstract :TiO 2-SiO 2doped with rare earth ions has been prepared by sol-gel method using Sm (NO 3)3·6H 2O as raw material ,and characterized by means of UV-Vis ,XRD ,FTIR ,PL and SEM.The results show that the inlay of Sm facilitates the efficient separation of photogenerated electrons-hole ,as well as improves the quantum efficiency.The catalytic degradation capability of catalysts doped with different mass percentages of Sm for Rhodamine B under xenon lamp irradiation is investigated.Then ,compared to undoped catalysts ,the catalysts doped with Sm has inhibiting effect on α-R phase transformation ,which is beneficial to the formation of small crystalgrain anatase.The degradation rateof Rhodamine B can reach 99%,when 2%Sm@TiO 2-SiO 2catalyst is used under irradiation for 3hours.Key words :photocatalysis ;TiO 2-SiO 2;rare earth ;Sm@TiO 2-SiO 2利用太阳光进行光催化降解研究已成为研究人员的关注焦点。
掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征
掺铁二氧化钛纳米材料的制备及其表征
费 贵 强１，袁 玉 杰１，常 薇２，王 海 花１
（１．陕西科技大学 教育部轻化工助剂化学与技术重点实验 室，陕 西 西 安 ７１００２１；２．西 安 工 程 大 学 环 境 与 化学工程学院，陕西 西安 ７１００４８）
第１期
费 贵 强 等 ：掺 铁 二 氧 化 钛 纳 米 材 料 的 制 备 及 其 表 征
· ７５ ·
０ 引 言
全 球 水 环 境 污 染 日 渐 严 重 ，对 水 污 染 的 治 理 迫 在眉 睫［１］．光 催 化 技 术 是 ２１ 世 纪 一 种 理 想 的 环 境 污染治 理 方 法［２，３］．ＴｉＯ２ 半 导 体 以 其 化 学 性 质 稳 定、成 本 低、无 毒、无 二 次 污 染 等 优 点 被 广 泛 应 用［４］．ＴｉＯ２ 在紫外 光 照 作 用 下 产 生 氧 化 能 力 极 强 的 羟 基 自 由 基 ，可 将 有 机 物 氧 化 降 解 达 到 环 境 治 理 目的［５］．但 ＴｉＯ２ 禁 带 宽 度 较 宽，对 太 阳 光 的 利 用 率仅为５％，光生电 子空 穴 复 合 几 率 高，量 子 效 率 低［６］．研 究 发 现，掺 杂 能 隙 较 窄 的 半 导 体 于 ＴｉＯ２ 中所得的复合光 催 化 剂，其 比 表 面 积、孔 体 积 和 孔 径都会增大，从而提高其光催化效率 ． ［７９］
犘狉犲狆犪狉犪狋犻狅狀犪狀犱犮犺犪狉犪犮狋犲狉犻狕犪狋犻狅狀狅犳犉犲／犜犻犗２狀犪狀狅犿犲狋犲狉犿犪狋犲狉犻犪犾
ＦＥＩＧｕｉｑｉａｎｇ１，ＹＵＡＮ Ｙｕｊｉｅ１，ＣＨＡＮＧ Ｗｅｉ２，ＷＡＮＧ Ｈａｉｈｕａ１
（１．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆ Ａｕｘｉｌｉａｒｙ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＆ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｆｏｒＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ， ＳｈａａｎｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌａｎｄＣｈｅｍｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ′ａｎＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ′ａｎ７１００４８，Ｃｈｉｎａ）
铁、氮共掺杂TiO2光催化剂的制备及其降解RhB的性能研究
铁、氮共掺杂TiO2光催化剂的制备及其降解RhB的性能研
究
张玉玉;刘延滨;商希礼
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2015(44)15
【摘要】二氧化钛光催化剂的研究与发展在如今的化工领域备受关注,文章介绍了铁、氮共掺杂二氧化钛光催化剂的发展现状及其制备方法,并对其降解罗丹明
B(RhB)的性能进行研究.
【总页数】3页(P35-36,41)
【作者】张玉玉;刘延滨;商希礼
【作者单位】滨州学院化学工程系,山东滨州 256600;滨州学院化学工程系,山东滨州 256600;滨州学院化学工程系,山东滨州 256600
【正文语种】中文
【中图分类】O643.3
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3.N、Bi共掺杂TiO2光催化剂的制备及对靛红降解性能研究 [J], 马威;白现广;郭晓菲;李松田
4.N、Mo共掺杂TiO2光催化剂的制备及对亚甲基蓝降解性能研究 [J], 马威;高航;李松田;刘康丽
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掺铁二氧化钛的制备和对罗丹明B的降解环境工程本科毕业论文
HEB大学毕业设计（论文）掺铁二氧化钛的制备与其对罗丹明B的降解学生姓名 pp指导教师 cp专业环境工程学院 SPGC2011年06月01日Graduation Project(Thesis)HarbinUniversity of CommerceThe preparation of iron-doped TiO2 andthe degradation of Rhodamine BStudentSupervisorSpecialty Environment EngineeringSchool2011-06-01毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）答辩评语摘要对改性TiO2的制备方法进行了研究。
以钛酸丁酯为前躯物，采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2光催化材料。
对罗丹明B溶液进行光催化降解，寻求光催化降解罗丹明B 溶液条件。
实验结果表明：Fe-TiO2光催化材料的最优制备条件为前驱体配比（摩尔比）为n=Ti(OC4H9)4: C2H5OH: HNO3: H2O=1: 15:0.01:1，掺铁量W (Fe3+/TiO2)=0.6%，锻烧温度为450℃，锻烧时间为2h。
在此基础上，选择273nm波长的紫外灯对罗丹明B溶液催化进行催化降解实验，实验结果表明：紫外光下，pH=4最佳条件下Fe-TiO2处理罗丹明B溶液的脱色率达到90.2%。
研究表明，通过掺杂铁离子对二氧化钛进行的改性使反应的响应光谱向可见光拓展，并有效抑制电子—空穴对的复合，很大程度提高了光催化反应效率。
关键词：二氧化钛光催化掺铁制备AbstractIn this paper the preparation methods of modified TiO2was studied. Itis suggested that sol-gel method using Ti(OC4H9)4, is the best method forpreparation of TiO2photocatalytic materials. Rhodamine B solution to seek photocatalytic degradation,photocatalytic degradation Rhodamine B solution conditions．The optimal reaction condition was gotten after experiments and analysis：n=Ti(OC4H9)4:C2H5OH:HNO3:H2O=1:15:0.01:1(mol ratio)，W(Fe3+/TiO2)=0.6%(molratio)，calcinations at 450℃ for 2 hours．On this basis using ultraviolet germicidal lamp with wavelength of 273nm as Liaht-source, the contaminants removal effect in Rhodamine B．Experimental results show that: Under UV irradiation, pH=4 best conditions Fe-TiO2processing Rhodamine B determined.the decolored rate reached the solution as high as 90.2 %．The experiment results showed that photocatalytic activity was improved by sol-gel method by doping of Fe3+ and the photocatalytic efficiency were also raised obviously. The addition of appropriate amount of Fe3+is effective forimproving the photo-catalytic activities of TiO2by inhibiting the formation of recombination centers of photo-generated electron-hole pairs on thesurface of TiO2particles．Keywords：TiO2photocatalytic iron-doped preparing目录摘要IAbstractII1 绪论01.1 引言01.2 纳米TiO2光催化机理01.3 纳米TiO2的改性方法11.4 纳米TiO2的发展概况21.5 纳米TiO2光催化氧化技术的研究现状与应用前景31.6 本课题研究的目的和意义42 纯TiO2和掺铁TiO2的制备52.1 实验原理52.2 主要实验设备和药品52.3 二氧化钛和掺铁二氧化钛的制备过程62.4 正交实验确定制备TiO2各药品配比62.5 正交实验确定制备Fe-TiO2最佳条件82.6 Fe- TiO2光催化剂制备条件的影响102.6.1 锻烧温度的影响102.6.2 锻烧时间的影响112.6.3 掺铁量W(Fe3+/ TiO2)的影响122.7 小结133 光催化实验与其影响因素143.1 光催化机理143.2 光催化降解实验153.2.1 实验方法153.2.2 分析方法163.3 处理溶液pH的影响173.4 光催化时间影响183.5 小结19结论19参考文献21致221 绪论1.1引言二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，英文：Titanium (IV) oxide。
掺铁二氧化钛光催化剂的制备及催化性能
０． １
１ ３ 光催 化活 性实 验 ．
降 解时 间 （ ｈ）
图 １ 有 无 催 化 剂对 光 降 解率 的影 响
Ｏ・ ９
光催 化 反 应 在 自制 的 简 易 催 化 暗 箱 装 置中进行。 室温 下 ， 催 化 剂 投 加 到 ３ ０ 将 ０ ｍＬ 质量 浓 度 为 １ ｍｇ Ｌ 甲基 橙 溶液 中 ， 在 ０ ／ 的 并
０． ７
炉 中 保 温 一 定 时 间 ， 后 将 马 弗 炉 炉 温 升 然
温至 ５ ０ ， ０ ℃ 保温 ２ 后 ， 却 至 室温 ， 其 磨 ｈ 冷 将
以钛酸 四丁酯为原料 ， 量取 ｌ ． ｍＬ ０ 钛 细 ， 得 纯 Ｔｉ 粉 末 。 ７ 即 Ｏ，
１ ２掺铁 Ｔ０ 粉末 的制备 ． ｉ，
凝 胶 化 ， 置 １～２天后 ， 入 １ ０℃的 马 弗 静 放 Ｏ
康， 引起 了人们 的高 度重视 。 印染废 水 由于 含 外光 照下 催 化 降解 甲基橙 溶 液 的催 化 性能 ， 有 大量 不同 类型的 染料 和 金属 离子 而很 难 降 初步 探讨 在相 应的 试验 条 件下掺 铁 量及 催化 解 ， 染环境 。 污 目前常 用的 处理 方法 是化 学处 剂投加 量 等对Ｔ Ｏ 光 催化 降解 效率 的影 响 。 ｉ
特 别 是 水 资 源 污 染 已严 重 威 胁 着 人 类 的 健
展为 环 境 污 染治 理 技 术 中 的一 项新 技 术 。
酸 四丁 酯 和４． ｍＬ 醋酸 溶 于 ３ ｍＬ无水 乙 ８ 冰 ４ １ ｍＬ水和 １ ｍＬ无 水 乙 醇 的 混 合 溶 液 ， 搅 Ｏ 再
本文通过 比较纯 ＴＯ 和掺杂 铁的ＴＯ 在紫 醇 中 ， 拌 ３ ｒ ｉ ， 后 边 搅 拌 边 缓 慢 滴 入 ｊ： ｉ 搅 ０ ｎ然 ａ 拌 ｌ 即 得 到 淡 黄 色 的稳 定 、 匀 、 明溶 ｈ， 均 透 胶 。 配好 的 溶 胶 首 先 在 常 温 下 干 燥 使 其 将
掺铁二氧化钛的制备及其对罗丹明B的降解毕业论文
掺铁二氧化钛的制备及其对罗丹明B的降解毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 纳米TiO2光催化机理 (1)1.3 纳米TiO2的改性方法 (2)1.4 纳米TiO2的发展概况 (3)1.5 纳米TiO2光催化氧化技术的研究现状及应用前景 (4)1.6 本课题研究的目的和意义 (5)2 纯TiO2和掺铁TiO2的制备 (7)2.1 实验原理 (7)2.2 主要实验设备和药品 (7)2.3 二氧化钛和掺铁二氧化钛的制备过程 (8)2.4 正交实验确定制备TiO2各药品配比 (8)2.5 正交实验确定制备Fe-TiO2最佳条件 (10)2.6 Fe- TiO2光催化剂制备条件的影响 (12)2.6.1 锻烧温度的影响 (12)2.6.2 锻烧时间的影响 (13)2.6.3 掺铁量W(Fe3+/ TiO2)的影响 (14)2.7 小结 (15)3 光催化实验及其影响因素 (16)3.1 光催化机理 (16)3.2 光催化降解实验 (17)3.2.1 实验方法 (17)3.2.2 分析方法 (18)3.3 处理溶液pH的影响 (19)3.4 光催化时间影响 (20)3.5 小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 绪论1.1 引言二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，英文：Titanium (IV) oxide。
多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，白色固体或粉末状的两性氧化物，易结合在一起。
分子量79.87，市场销售的纯度为≥99.0%。
二氧化钛的熔点1830～1850℃，沸点2500～3000℃。
自然界存在的二氧化钛有三种变体：金红石为四方晶体；锐钛矿为四方晶体；板钛矿为正交晶体。
二氧化钛在水中的溶解度很小，但可溶于酸，也可溶于碱。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。
掺铁TiO2催化剂的制备及其光催化降解苯酚性能研究
［ 词】 杂 ；二氧 化钛 ；光催 化 ；笨酚 关键【 文章编号】 ０一 ６（ １）１ ０７ ２ １ ７ｌ ５ ０１ — ３— ０ ８ ２ ００ ０
Ｓ ｕｄ ｎ Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｏ ｏ ａ ａ ｙｔｃ Ｐｒ ｐ ｒ ｉ ｓｏ ｒ —ｄｏ ｄ Ｔｉ ２ ｎｄ ｔ ｙ ｏ ｅ ｒ ｔｏ ｎｄ Ｐｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｉ ｏ ｅ ｔｅ ｆＩ ｏｎ ｐｅ Ｏ ａ Ｄｅ ｒ ｄａ ｉ ｎ ｏ ｇ ａ ｔｏ ｆＰｈｅ ｌ ｎｏ
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HEB大学毕业设计（论文）掺铁二氧化钛的制备及其对罗丹明B的降解学生姓名pp指导教师cp专业环境工程学院SPGC2011年06月01日Graduation Project (Thesis)Harbin University of CommerceThe preparation of iron-doped TiO2 and the degradation of Rhodamine BStudentSupervisorSpecialty Environment EngineeringSchool毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）审阅评语毕业设计（论文）答辩评语摘要对改性TiO2的制备方法进行了研究。
以钛酸丁酯为前躯物，采用溶胶凝胶法制备纳米TiO2光催化材料。
对罗丹明B溶液进行光催化降解，寻求光催化降解罗丹明B溶液条件。
实验结果表明：Fe-TiO2光催化材料的最优制备条件为前驱体配比（摩尔比）为n=Ti(OC4H9)4: C2H5OH: HNO3: H2O=1: 15:0.01:1，掺铁量W (Fe3+TiO2)=0.6%，锻烧温度为450℃，锻烧时间为2h。
在此基础上，选择273nm波长的紫外灯对罗丹明B溶液催化进行催化降解实验，实验结果表明：紫外光下，pH=4最佳条件下Fe-TiO2处理罗丹明B溶液的脱色率达到90.2%。
研究表明，通过掺杂铁离子对二氧化钛进行的改性使反应的响应光谱向可见光拓展，并有效抑制电子—空穴对的复合，很大程度提高了光催化反应效率。
关键词：二氧化钛光催化掺铁制备AbstractIn this paper the preparation methods of modified TiO2was studied. It is suggested that sol-gel method using Ti(OC4H9)4, is the best method for preparation of TiO2photocatalytic materials. Rhodamine B solution to seek photocatalytic degradation, photocatalytic degradation Rhodamine B solution conditions．The optimal reaction condition was gotten after experiments and analysis：n=Ti(OC4H9)4:C2H5OH:HNO3:H2O=1:15:0.01:1(mol ratio)，W(Fe3+TiO2)=0.6%(mol ratio)，calcinations at 450℃for 2 this basis using ultraviolet germicidal lamp with wavelength of 273nm as Liaht-source, the contaminants removal effect in Rhodamine B．Experimental results show that: Under UV irradiation, pH=4 best conditions Fe-TiO2 processing Rhodamine B determined.the decolored rate reached the solution as of appropriate amount of Fe3+ is effective for improving the photo-catalytic activities of TiO2by inhibiting the formation of recombination centers of photo-generated electron- the surface of TiO2 particles．Keywords：TiO2photocatalytic iron-doped preparing目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 纳米TiO2光催化机理 (1)1.3 纳米TiO2的改性方法 (2)1.4 纳米TiO2的发展概况 (3)1.5 纳米TiO2光催化氧化技术的研究现状及应用前景1.6 本课题研究的目的和意义 (5)2 纯TiO2和掺铁TiO2的制备 (7)2.1 实验原理 (7)2.2 主要实验设备和药品 (7)2.3 二氧化钛和掺铁二氧化钛的制备过程 (8)2.4 正交实验确定制备TiO2各药品配比 (8)2.5 正交实验确定制备Fe-TiO2最佳条件 (10)2.6 Fe- TiO2光催化剂制备条件的影响 (12)2.6.1 锻烧温度的影响 (12)2.6.2 锻烧时间的影响 (13)2.6.3 掺铁量W(Fe3+ TiO2)的影响 (14)2.7 小结 (15)3 光催化实验及其影响因素 (16)3.1 光催化机理 (16)3.2 光催化降解实验 (17)3.2.1 实验方法 (17)3.2.2 分析方法 (18)3.3 处理溶液pH的影响 (19)3.4 光催化时间影响 (20)3.5 小结 (21)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (25)1 绪论1.1 引言二氧化钛，化学式为TiO2，俗称钛白粉，英文：Titanium (IV) oxide。
多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，白色固体或粉末状的两性氧化物，易结合在一起。
分子量79.87，市场销售的纯度为≥99.0%。
二氧化钛的熔点1830～1850℃，沸点2500～3000℃。
自然界存在的二氧化钛有三种变体：金红石为四方晶体；锐钛矿为四方晶体；板钛矿为正交晶体。
二氧化钛在水中的溶解度很小，但可溶于酸，也可溶于碱。
二氧化钛可由金红石用酸分解提取，或由四氯化钛分解得到。
二氧化钛性质稳定，大量用作油漆中的白色颜料，它具有良好的遮盖能力，和铅白相似，但不像铅白会变黑；它又具有锌白一样的持久性。
二氧化钛还用作搪瓷的消光剂，可以产生一种很光亮的、硬而耐酸的搪瓷釉罩面。
1.2 纳米TiO2光催化机理实验证明：二氧化钛晶体有三种结构：锐钛矿型、金红石型、板钛矿型，其中锐钛矿型TiO2具有较好光催化作用，属N型半导体。
N型半导体吸收了能量大于或等于禁带宽度的光子后，价带上电子跃过价带进入导带。
价带上则形成光致空穴。
对于锐钛矿型TiO2，其带隙能为3.2 eV，相当于387 nm光。
TiO2 + -TiO2是一种禁带宽度为3.2 eV的宽禁带半导体，其光催化特性仅限于紫外波段，而太阳光主要分布在0.25～2.5 μm范围内，在这个波段紫外光仅占2 %左右，因而二氧化钛直接利用太阳光进行光催化分解的效率较低。
其二是将二氧化钛与其它半导体化合物复合，形成复合型半导体，以改变其光谱响应。
Vogel R等将窄禁带的半导体CdS引入宽禁带半导体二氧化钛形成复合半导体光催化剂。
由于两种半导体的导带、价带、禁带宽度不一致而发生交迭，从而提高晶体的电荷分离率，扩展二氧化钛的光谱响应。
二氧化钛禁带宽度相等的半导体ZnO（E=3.2 eV）引入与二氧化钛复合。
因复合半导体的能带交迭而使其光谱响应得到显著改善。
对TiO2Al2O3，TiO2SiO2，TiO2SnO2，TiO2WO3等的复合做了系统研究。
这种二氧化钛的复合半导体的光谱响应范围可扩展至可见光波段，催化活性更高。
其三是掺杂金属改性。
利用杂质离子来改变半导体中电子和空穴的浓度。
在光照作用下，因掺杂引起的电子跃迁的能量要小于禁带宽度Eg，而且掺杂电子浓度较大故其光谱响应向可见光方向移动。
Cho等系统的研究了过渡金属掺杂二氧化钛的光催化特性，并对其掺杂改性机理做了探讨，认为光化波段扩展主要归因于杂质在能级结构中形成的亚能级，亚能级的形成使得光激发需要的能量小于Eg，从而引起吸收边的红移。
利用重金属沉积法在二氧化钛表面沉积Pt、Au、Ru、Pd等重金属，可以大大提高二氧化钛的光催化活性。
岳林海等利用稀土元素在二氧化钛中进行掺杂改性，也取得了一些结果，但其光催化反应须在高压汞灯下进行不符合节能原则。
另外，在复合半导体光催化剂或杂质改性二氧化钛光催化剂中再担载一些重金属将对二氧化钛的光催化产生进一步的影响，目前担载的贵金属主要有Pt，Ru等。
其四是利用有机染料对二氧化钛改性。
基于光活性染料吸附于光催化剂表面的性质，在二氧化钛中加入一定量的光敏染料，以扩大其激发波长范围，增强光催化反应效率。
在光催化反应过程中，一方面这些有机染料在可见光下有较大的激发因子，另一方面染料分子可以提供电子给宽禁带的二氧化钛从而扩大激发波长范围，改善光催化反应效应。
常用的有机染料敏化剂有硫堇、曙红、叶绿素、Ru32+(byp)、赤藓红B等。
另外Uchihana等认为表面衍生及表面鳌合作用能影响半导体的能带位置，对半导体的光催化活性影响很大；沈伟韧等认为量子化的TiO2粒子也对其光催化作用产生影响，纳米级的TiO2粒子颗粒越小，表面积越大，越利于光催化反应在表面进行，反应速率和效率越高。
目前，国外在直接利用太阳光进行光催化方面，取得了较大进步，国内陈士夫等也进行了这方面的研究，但国内大多研究者仍然采用强紫外光灯具或高压汞灯做光催化源，能量消耗大，灯具对人体的刺激损伤亦很大随着人类社会的发展和进步，环境污染问题和能源问题己成为困扰人类的两大难题。
综合考虑能源问题和环境污染问题，将是光催化研究的发展趋势，直接利用太阳光能替代紫外灯和高压汞灯，通过改性掺杂，使TiO2在整个太阳光波段有很好的光谱响应和强的光催化活性，将是科学工作者研究的新方向。
1.5 纳米TiO2光催化氧化技术的研究现状及应用前景纳米TiO2光催化降解反应可用于环境治理的许多方面。
目前，国内外已有很多关于光催化氧化方面研究的报告。
环境治理方面的研究，主要集中在6个方面。
（1）降解空气中的有害有机物[6]近年来，随着室内装潢涂料油漆用量的增加，室内空气污染越来越受到人们的重视。
对室内主要的气体污染物甲醛、甲苯等的研究结果表明，光催化剂可以很好地降解这些物质，其中纳米TiO2的降解效果最好，几乎达到100%。
用TiO2制成的环境净化涂料对空气NO X净化效果良好，降解率高，在太阳光下，达到97%。
其降解机理是在光照条件下将这些有害物质转化为二氧化碳、水、氮气和有机酸。
纳米TiO2的光催化剂也可用于石油、化工等产业的工业废气处理，改善厂区周围空气质量，近来许多研究结果也都显示TiO2光催化净化，在消除室内外大气、工厂中污染物方面有着潜在的应用前景。