TiO2光催化氧化技术处理环境污染物的研究与进展
纳米二氧化钛制备及改性方法的研究进展
引言工业的飞速发展深刻变革着人们的生活与生产方式。
但其发展过程中的排放问题造成了巨大的环境污染。
因此，有效、安全、能耗低的光催化技术也成为当今的研发热点之一。
纳米二氧化钛是当前光催化技术常用的一种半导体材料。
其具有生物无毒性、高催化活性、成本较低等诸多优点。
但其结构上有一定的缺陷，例如：其禁带宽度为3.2eV、其电子空穴易复合等，这些使得其光催化性能降低。
因此，对二氧化钛进行改性以期改善其处理污水的效果是当今的热点话题之一。
一、二氧化钛光催化原理TiO2的光催化原理如图1所示。
其价带上的电子在吸收足够能量后，跃迁至导带，形成光生电子。
同时，价带上形成空穴，生成空穴——电子对。
空穴与光生电子对在电场的作用下发生分离，一同迁移到TiO2粒子的表面。
其中，空穴可以引发氧化反应，光生电子具有还原性，二者共同作用进而降解污染物。
图 1 二氧化钛光催化原理示意图但TiO2禁带宽度较宽，难以响应可见光；且电子与空穴自身复合率就较高。
以上原因都导致纳米TiO2的催化活性和催化效率较低，难以运用到光催化领域中。
二、纳米二氧化钛的制备1.微波水热法微波有助于加快化学反应，可用微波水热法制备纳米TiO2。
胡能等采用水热法制备了具有光催化活性的纳米TiO2。
继而对其结构、光学吸收与相态等方面进行表征分析，最后得出结论：在紫外光条件下，纳米TiO2能迅速降解废水里的染料等有机物，不仅对环境友好，同时具有高效率、稳定性强、节约能源等优点。
2.溶胶—凝胶法溶胶凝胶法是一种使用时间远超于微波水热法的新方法，其使用优点主要在于高混合性，反应物的分子在形成的凝胶中可以充分混合继而达到更加优秀的催化效果。
并且反应条件并不严苛，无须高温，能耗低，且反应大多数处于纳米状态。
但此法前期造价高昂，且反应时间较长，往往在几天或几周不等。
孙鹏飞等用溶胶—凝胶法合成的改性TiO2拥有较好的光催化性能，其中 Fe3+改性催化剂要优于B3+改性TiO2。
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究
纳米TiO2材料的制备及其光催化性能研究随着经济的发展，人们生活水平的提高，人们逐渐意识到可持续发展的重要。
环境问题已严重影响现代文明的发展，有机污染物具有持久性的特点而长期威胁人类健康，开发和设计仅利用太阳能即可完成对有机污染物降解的新材料将会是解决环境问题的有效方法之一。
纳米TiO2作为一种光催化材料，具有优异的物理和化学性质，因而被广泛应用和重点研究。
本文就纳米TiO2材料的制备及其光催化性能展开探讨。
标签：纳米TiO2;光催化;制备方法;光催化效能引言半导体光催化技术是解决环境污染与能源短缺等问题的有效途径之一。
以二氧化钛为代表的光催化剂在染料敏化太阳能电池、锂离子电池、光伏器件以及光催化领域表现出明显的使用优势.但是TiO2本身的弱可见光吸收、低电导率、高载流子复合速率限制了其在工业生产中的进一步使用。
科技工作者一般通过掺杂、半导体复合、燃料敏化、表界面性质改性等方法提高TiO2的光电化学性能，使其能在生产实践中广泛应用。
1、TiO2材料简介TiO2在自然界中的主要存在形态为金红石、锐钛矿和板钛矿三种晶型，其中金红石是TiO2的高温相，锐钛矿和板钛矿两种形态是TiO2的低温相。
在三种晶型中光催化活性最好的为锐钛矿型TiO2。
锐钛矿型TiO2的禁带宽度为3.2eV 与之对应的激发波长为387nm。
所以，TiO2作为光催化剂在紫外光条件下具有催化活性，在可见光下一般没有活性。
只有对它的结构进行改性，使它的禁带宽度得以缩小，才可以实现材料在可见光条件下的催化降解反应。
改性的方式目前主要有以下几种方法：通过改变晶体内部结构来改变催化剂禁带宽度的离子掺杂方法，通过形成异质结改变能带结构的半导体复合法，提高催化剂对光的吸收能力的表面光敏化法，增大催化剂比表面积使晶粒细化的负载载体法等。
光催化材料中电子e一和空穴h十的浓度会影响有机物的降解速度。
粒径的减小能够使表面原子增加，使光催化剂吸收光的效率显著提高，使其表面e一和h十的浓度增大，从而提高光催化剂的催化活性。
光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展
光催化氧化技术在水处理中的应用及研究进展摘要：介绍了光催化氧化的机理,就TiO2固定化制备、改性、光催化氧化在降解废水中有机污染物、无机污染物以及饮用水处理中的研究进展进行了阐述,提出了今后的发展方向。
关键词：纳米二氧化钛,光催化氧化,水处理,研究进展光催化氧化技术是一种新兴的水处理技术。
1972年,Fu- jishima和Honda[1]报道了在光电池中光辐射TiO2可持续发生水的氧化还原反应,标志着光催化氧化水处理时代的开始。
1976年, Carey等[2]在光催化降解水中污染物方面进行了开拓性的工作。
此后,光催化氧化技术得到迅速发展。
光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点,在难降解有机物、水体微污染等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势,是一种极具发展前途的水处理技术,对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。
1TiO2光催化剂的特性及光催化氧化机理TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型三种晶型。
同样条件下,锐钛矿型的催化活性较好。
在众多光催化剂中,TiO2是目前公认的最有效的半导体催化剂,其特点有:化学性质稳定,能有效吸收太阳光谱中弱紫外辐射部分,氧化还原性极强,耐酸碱和光化学腐蚀,价廉无毒。
目前对光催化的机理研究尚不成熟,一般认为光催化氧化法是以N型半导体的能带理论为基础。
TiO2属于N型半导体,其能带是不连续的,在充满电子的低能价带(VB) 和空的高能导带(CB)之间存在一个禁带,带隙能为3.2 eV,光催化所需入射光最大波长为387.5 nm。
当λ≤387.5 nm 的光波辐射照射TiO2时,处于价带的电子被激发跃迁到导带,生成高活性电子(e-),同时在价带上产生相应的空穴(h+),从而形成具有高度活性的电子/空穴对,并在电场作用下分离,向粒子表面迁移,既可直接将吸附的有机物分子氧化,也可与吸附在TiO2表面的羟基或水分子反应生成氧化性很强的活性物质氢氧自由基·OH。
tio2光催化氧化技术
tio2光催化氧化技术文章标题：TIO2光催化氧化技术：从原理到应用的逐步解析引言：TIO2光催化氧化技术是一种通过利用钛白粉(TiO2)在紫外光照射下产生的催化作用来降解及去除有害物质的环境治理技术。
该技术具有高效、无污染、自洁性等优点，因而在空气净化、水处理、有机废弃物处理等领域展现出广阔的应用前景。
本文将从原理、催化剂的制备、反应条件的优化以及应用领域四个方面逐步解析TIO2光催化氧化技术的实施过程。
第一部分：原理的解析TIO2光催化氧化技术的核心原理是光催化效应。
当钛白粉受到紫外光照射时，导带上的电子被激发到价带上，形成电子空穴对。
电子空穴对之间的迁移与它们与溶液中有机污染物之间的氧化反应同时发生。
TIO2表面吸附的有机污染物在电子空穴对的作用下，经历一连串的氧化反应，最终转化为无害的物质。
催化剂的选择和制备工艺是实现高效光催化氧化的关键。
第二部分：催化剂的制备催化剂的制备包括物理法、化学法和物理化学方法。
物理法主要是利用物理能量引起物料结构的改变，如溅射法等；化学法通常是通过溶液反应合成催化剂，如溶胶-凝胶法、水热法等；而物理化学方法则是将物理和化学方法结合使用，如浸渍法、气相法等。
不同的制备方法将导致催化剂的物理和化学性质产生差异，进而影响催化效果。
第三部分：反应条件的优化反应条件的优化在TIO2光催化氧化技术中至关重要。
反应条件包括溶液pH值、催化剂浓度、反应温度、光照强度等。
适当调节反应条件可以提高光催化效果。
例如，适当增加溶液pH值有助于提高催化效果，而过高的催化剂浓度可能导致催化剂之间的覆盖效应，从而减缓反应速率。
反应温度的升高可以加快有机废物的降解速度，但过高的温度可能对催化剂的稳定性产生不利影响。
第四部分：应用领域的探索TIO2光催化氧化技术在空气净化、水处理以及有机废弃物处理等领域均有广泛应用。
在空气净化方面，TIO2催化剂可用于去除大气中的有机污染物和臭氧；在水处理方面，通过TIO2光催化氧化技术可以降解废水中的有机物、重金属离子等；在有机废弃物处理方面，利用TIO2光催化氧化技术可以有效降解有害物质。
TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究
TiO2石墨烯复合材料光催化降解O3研究一、本文概述随着环境污染问题日益严重，寻求高效、环保的污染物降解技术已成为科研领域的重要课题。
其中，光催化技术以其独特的优势，如反应条件温和、能源消耗低、二次污染小等，受到了广泛关注。
在众多光催化剂中，二氧化钛（TiO2）因其无毒、稳定性好、光催化活性高等特点，被广泛应用于光催化降解有机污染物的研究中。
然而，传统的TiO2光催化剂存在光生电子-空穴复合率高、对可见光利用率低等问题，限制了其在实际应用中的性能。
近年来，石墨烯作为一种新兴的二维纳米材料，因其优异的导电性、高比表面积和良好的化学稳定性，在光催化领域展现出巨大的应用潜力。
通过将石墨烯与TiO2复合，可以有效提高光生电子-空穴的分离效率，增强可见光吸收，从而提升光催化性能。
因此，TiO2石墨烯复合材料在光催化降解有机污染物领域具有广阔的应用前景。
本文旨在研究TiO2石墨烯复合材料在光催化降解臭氧（O3）方面的性能。
通过文献综述，梳理了TiO2和石墨烯的基本性质、光催化原理及在光催化降解有机污染物方面的研究进展。
详细介绍了TiO2石墨烯复合材料的制备方法、表征手段以及光催化降解O3的实验过程。
对实验结果进行了深入分析，探讨了TiO2石墨烯复合材料在光催化降解O3过程中的反应机理和影响因素，为进一步提高TiO2石墨烯复合材料的光催化性能提供了理论依据和实践指导。
二、文献综述自二十一世纪以来，随着工业化的快速发展，环境污染问题日益严重，尤其是大气中的臭氧（O₃）污染已成为全球关注的热点问题。
O₃作为一种强氧化剂，虽然在地面上浓度较低，但其对生态环境和人体健康的影响不容忽视。
因此，寻找高效、环保的O₃去除方法成为了研究焦点。
在众多技术中，光催化降解因其操作简便、条件温和且能利用太阳能等优点而受到广泛关注。
TiO₂作为一种经典的光催化剂，因其稳定性好、无毒无害且光催化活性高而被广泛研究。
然而，纯TiO₂存在光生电子-空穴对复合率高、可见光响应差等问题，限制了其在光催化领域的应用。
改性二氧化钛催化剂得研究进展
改性二氧化钛光催化剂得研究进展摘要：采用掺杂非金属或非金属可增强TiO2光催化材料可见光响应能力。
金属掺杂往往牺牲其紫外光区催化能力，而采用非金属掺杂不仅能够增强其可见光响应能力，且保持紫外区光催化活性。
本文简单叙述了添加非金属和过渡金属改性二氧化钛光催化剂的原理方法及其进展。
掺杂非金属改性二氧化钛光催化剂包括了掺杂氮，掺杂碳。
掺杂过渡金属改性二氧化钛光催化剂包括掺杂铁，掺杂银，掺杂锆。
关键词：改性；二氧化钛；非金属；过渡金属；光催化剂1 引言自从发现TiO2光催化特性以来，以TiO2为代表的光催化环保材料得到广泛的研究⑴。
TiO2是目前应用最广泛的光催化剂，具有活性高、稳定性好和无毒、价廉等优点。
已成为目前最引人注目的环境净化材料，广泛应用于环境保护的各个领域。
TiO2以其无毒、氧化能力强和稳定性好而在污水处理、空气净化、杀菌消毒及制备具自洁抗菌等功能的新型材料方面有着广阔的应用前景.TiO2相对其他半导体光催化剂而言，活性相对较高，但由于TiO2半导体的能带较宽（Eg= 3.2 eV），其对太阳光的利用率较低（4%）.只有在紫外光的激发下才能表现光催化活性，因此对二氧化钛进行改性，使其在可见光甚至是室内光源的激发下产生活性是目前众多研究者的研究热点。
2 掺杂元素改性二氧化钛的基本原理TiO2具有较宽的能带间隙，只有在紫外光下才具有光催化活性，为使其具有可见光催化活性，必须直接或间接改变其能带结构，缩小其能带间隙。
采用元素掺杂提高TiO2的可见光催化活性都是基于提高其光生电子－空穴的分离效率，抑制电子－空穴的重新结合来提高其量子效率⑵。
有些科学家认为适当的元素掺杂能够在价带和导带之间形成一个缺陷能量状态，而这种缺陷能量状态可能靠近价带，也可能靠近导带。
这种缺陷能带为光生电子提供了一个跳板，从而可以利用能量较低的可见光激发价带电子而传输到导带，使吸收边向可见光移动。
3 掺杂非金属改性二氧化钛催化剂掺杂非金属改性二氧化钛光催化性的研究很多。
光催化材料的研究与进展
光催化材料的研究与进展洛阳理工学院 吴华光 B08010319 摘要 ： 光催化降解污染物是近年来发展起来的一种节能、高效的绿色环保新技 术．它在去除空气中有害物质 ,废水中有机污染物的光催化降解 ,废水中重金属污 染物的降解，饮用水的深度的处理，除臭，杀菌防霉等方面都有重要作用，但是 作为新功能材料，它也面临着很多局限性：催化效率不高，催化剂产量不高，有 些催化剂中含有有害重金属离子可能存在污染现象。
但是我们也应当看到他巨大 的发展潜力和市场利用价值，作为处理环境污染的一种方式，它以零二次污染， 能源消耗为零， 自发进行无需监控等优势必将居于污染控制的鳌头。
本文介绍了 一些关于光催化研究的制备与发展方向的思考，光催化正在以 TiO 2，ZnO 为主 导多种非重金属离子掺杂，趋于多样化的制备方法方向发展。
关键字 ：光催化 催化效率正文：光催化 （Photocatalysis ）是一种在催化剂存在下的光化学反应，是光化学与催 化剂的有机结合，因此光和催化剂是光催化的必要条件。
“光催化 ”定义为:通过 催化剂对光的吸收而进行的催化反应 （a catalytic reaction involving light absorption by a catalyst or a substrate 。
） 氧化钛（TiO 2 ）具有稳定的结构、优良的光催化性能及 无毒等特点，是近年研究最多的光催化剂，但是，TiO 2具有大的禁带宽度，其值为 3．2 eV ，只能吸收波长 A ≤387 11111 的紫外光， 不能有效地利用太阳能， 光催化或能量转换效率偏低， 使它的应用受 到限制。
因此， 研制新型光催化剂、 提高光催化剂的催化活性仍是重要的研究课 题 [1] 。
复合掺杂不同半导体， 利用不同半导体导带和价带能级的差异分离光生载 流子，降低复合几率，提高量子效率，成为提高光催化材料性能的有效方法 [2-5] 。
光催化 tio2
光催化tio2光催化tio2是一种利用钛白粉（TiO2）作为光催化剂，在紫外线照射下分解污染物的技术。
该技术已经被广泛应用于水和空气净化领域。
1. 历史背景光催化tio2的研究始于20世纪70年代，当时研究人员发现，将tio2暴露在紫外线下，可以将水中的有机物分解为无害的物质。
随着研究的深入，人们发现tio2光催化的原理是光生电化学反应，即光子激发了tio2表面的电子，使其具有氧化还原能力，从而分解污染物。
2. 技术原理光催化tio2的原理是利用紫外线照射下tio2表面的电子被激发，形成电子空穴对。
电子可以还原污染物，而空穴可以氧化污染物。
这种氧化还原反应可以将有机物分解为无害的物质，如水和二氧化碳。
3. 应用领域光催化tio2已经被广泛应用于水和空气净化领域。
在水处理方面，光催化tio2可以去除水中的有机物、重金属和细菌等污染物；在空气净化方面，光催化tio2可以去除空气中的有机物、甲醛和苯等有害气体。
4. 技术优势光催化tio2具有许多优势。
首先，它是一种无污染的技术，不需要添加任何化学药剂，不会产生二次污染。
其次，光催化tio2具有高效、低成本、易操作等特点，可以在常温常压下进行，不需要额外的能源支持。
5. 技术挑战光催化tio2也存在一些技术挑战。
首先，tio2的光催化活性受到光照强度、波长、温度和湿度等因素的影响，需要进行优化。
其次，tio2的光催化反应速率较慢，需要增加反应表面积和提高光吸收率。
此外，tio2的回收和再利用也是一个难点。
总之，光催化tio2是一种有前途的环境治理技术，具有广阔的应用前景。
光催化降解难降解有机污染物的技术要点及应用研究
光催化降解难降解有机污染物的技术要点及应用研究随着工业化和城市化的快速发展，大量有机污染物进入环境中，造成了严重的环境污染问题。
其中，一些难降解有机污染物对环境和人类健康造成重大威胁。
传统的污水处理技术往往难以彻底降解这些有机污染物，因此需要研发新的高效处理方法。
光催化技术被广泛应用于难降解有机污染物的处理过程中。
它利用半导体材料吸收光能，产生电子空穴对，并通过光生化学反应来催化降解有机污染物。
与传统的物理和化学方法相比，光催化具有明显的优势，如高效降解、无二次污染、操作简单等。
在光催化降解难降解有机污染物的过程中，一些关键的技术要点需考虑如下：1. 光催化剂的选择：合适的光催化剂是提高降解效率的关键。
常用的光催化剂包括二氧化钛（TiO2）和氧化锌（ZnO）等。
它们在紫外光区域有较高的吸光度和光催化活性。
2. 光催化反应条件：适当的反应条件对于提高降解效率至关重要。
主要包括光源的选择、催化剂的浓度与用量、pH值、温度等参数。
这些条件的调控需要根据不同的有机污染物特性而定。
3. 光催化降解机理分析：了解光催化降解有机污染物的机理对于优化反应过程和提高降解效率具有重要意义。
通常，光催化反应包括直接和间接两种机理。
在直接机理中，有机污染物直接与光生电子或空穴发生反应；而在间接机理中，有机污染物通过与催化剂表面的活性氧物种（如·OH、·O2-等）反应而降解。
4. 企业应用研究：将光催化技术应用于工业实践中具有重要意义。
不同行业和企业有机污染物的特性和浓度有所不同，因此需要根据实际情况进行研究和优化。
同时，光催化技术的应用还需要考虑经济性、实用性和可持续性等因素。
除了上述技术要点，光催化降解难降解有机污染物还面临一些挑战。
首先，光催化技术需要大量的光能供给，因此光源的选择和能量利用效率是需要考虑的问题。
其次，一些有机污染物具有复杂的结构和高度稳定性，降解过程中可能产生中间产物，这就需要进一步研究和控制。
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究
TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究TiO2的改性及其光催化去除NOx机理研究摘要：近年来，由于工业活动和汽车尾气的排放，大气中的氮氧化物（NOx）浓度急剧增加，给人们的健康和环境造成了严重威胁。
因此，寻找高效、环境友好的NOx去除方法具有重要意义。
其中，光催化技术由于其高效、低成本和无二次污染等特点而备受关注。
TiO2作为一种重要的光催化材料，其光催化性能可以通过改性来进一步提升。
本文综述了TiO2的几种常见改性方法，并重点介绍了改性后的TiO2在光催化去除NOx中的应用和相应的机理研究。
关键词：TiO2，改性，光催化，NOx，机理1. 引言大气中NOx的来源主要包括工业排放、汽车尾气和燃料燃烧等。
NOx对人体健康和环境造成了严重威胁，如导致呼吸系统病变、光化学烟雾和酸雨的发生等。
传统的NOx去除方法包括吸收、氧化和催化还原等，但存在着成本较高、操作复杂和生成二次污染物等问题。
相比之下，光催化去除NOx技术具有高效、低成本和无二次污染等特点，因此备受关注。
2. TiO2的常见改性方法TiO2的改性可以通过不同的方法进行，如掺杂、复合和表面修饰等。
其中，掺杂是指通过将其他金属或非金属元素掺入TiO2晶格中来改变其物理和化学性质。
复合则是将其他纳米材料与TiO2进行混合，形成复合光催化材料。
表面修饰是指通过在TiO2表面引入功能性物质，如金属氧化物、有机染料和聚合物等。
这些改性方法可以提高TiO2的光吸收能力、光生电子-空穴对的分离效率和光催化活性，进而提高其去除NOx的效率。
3. TiO2改性在光催化去除NOx中的应用通过改性，TiO2的光催化性能可以得到明显提升，进而应用于光催化去除NOx反应中。
以掺杂为例，金属离子（如N、Fe、Ag等）的掺杂可以改变TiO2的能带结构，增强其光吸收能力，并提高光生电子-空穴对的分离效率。
复合材料（如TiO2/SiO2、TiO2/ZnO等）的制备能够形成异质结构，提高光生电子-空穴对的利用效率，并增强光催化活性。
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TiO2光催化氧化技术处理环境污染物的研究与进展
摘要：光催化技术应用于污染物的处理具有广阔的前景，本文综述了TiO2光催化氧化法的原理，TiO2催化剂的制备以及粉末型和负载型两种形态的TiO2在光催化氧化有机污染物方面的应用情况，并介绍了其研究发展方向。
关键词：二氧化钛光催化氧化污染物
Abstract: The photocatalytic technology in the processing of pollutants and has broad prospects, This paper reviews the principle of TiO2 photocatalytic oxidation of TiO2 catalyst preparation and powder type and load two forms of TiO2 photocatalytic oxidation of organic pollutantsthe application and its research and development direction.
Keywords: titanium dioxide, light catalytic oxidation of pollutants
光催化氧化技术作为一种高级氧化技术日益受到国内外学者的关注[1~4]。
几乎所有的有机物在光催化作用下可以完全氧化为CO2、H2O等简单无机物。
光催化氧化剂中尤以金属氧化物半导体TiO2最为典型。
目前国内外报道的利用TiO2催化氧化有机污染物技术中，主要是利用分散相的TiO2[5,6]和固定相的TiO2 [7,8]。
利用半导体催化剂进行有机物氧化的光催化氧化对环境污染问题中突出的毒性大、难生物降解的直链烃类、卤代芳香烃，如染料、农药、油类等物质具有很好的氧化分解作用，能处理多种有机污染物。
此外，又由于光催化反应具有反应条件温和、设备简单、二次污染小、易于操作控制、对低浓度污染物具有很好的去除效果等优点，半导体光催化反应技术已成为污染控制化学研究的一个热点，是目前光化学方法用于污染控制的诸多研究中最活跃的领域。
TiO2的光催化氧化机理
目前TiO2光催化激励尚不成熟，一般认为光催化氧化法是以n型半导体的能带理论为基础。
半导体粒子的能带结构一般都是由价带与导带构成，他们之间有禁带分开。
价带上一般是填满了电子，为低能状态，导带上为空，但其为高能状态。
当以能量等于或大于半导体的禁带宽度（带隙能）的光照射半导体时，价带电子被激发，越过禁带进入导带。
在导带上产生带负电的高活性电子（e-），而在价带上留下带正电荷的空穴（h+），由此形成电子---空穴对，并向TiO2粒子表面迁移最终产生具有强氧化能力的羟基自由基（·OH）和活性氧（O2-），从而使有机化合物最终被降解为CO2和H2O。
反应式如下：
TiO2TiO2（e--+h+）
OH - +h+·OH
H2O+h+·OH+H +
O2+e-O2-
O2-+H2O ·OOH+OH –
2·OOHH2O2+O2
·OOH+H2O+e- H2O2+OH –
H2O2+e-·OH+OH –
光催化剂TiO2的制备
粉末型TiO2的制备[9]
近几年来，由于对TiO2的广泛深入研究，目前，制备粉末TiO2的方法很多，可概括为气相法和液相法。
（1）溶胶-凝胶法[10,11]。
（2）醇盐水解法[12,13]。
（3）沉淀法[14]。
（4）水热合成法[15]。
负载型TiO2的制备
随着研究的深入,人们很快地发现悬浮态的半导体体系存在着催化剂难以回收、容易中毒,当溶液中存在着高价阳离子时,催化剂不易分散等缺点。
这些缺点使得该体系难以成为一项实用的技术，于是人们把焦点转向固定态催化剂的研究和制备。
Yin Zhang等分别以石英砂、硅胶、玻璃粒子、玻璃纤维等作为固定床对TiO2光降解三氯乙烷进行了研究和比较，结果发现同分散相相比,降解率有所提高。
硅胶效果最佳,降解率可达分散相的3倍[16]。
近两年,国内在固定相方面的研究也相当活跃,而且结果表明效果都比分散相好。
目前研究的催化剂固定方法主要有两种：一种是直接将催化剂固定在反应容器内壁上；另一种是将催化剂固定在催化剂在体表面。
所选用的催化剂载体大都具有质轻、比表面积大、能漂浮或固定于水中等特点，包括轻质玻璃球、玻璃纤维、砂、吸附剂（活性炭等）、硅胶等。
常见的催化剂固定方法有阴极电沉积法、溶液浸渍法、溶胶—凝胶法、有机化学气相沉淀法等。
光催化剂TiO2的应用
粉末型TiO2的应用
利用分散相的TiO2粒子悬浮在水溶液中作为催化剂，在紫外光照射下进行光催化反应，由于催化剂与反应物接触表面大，所以降解效率高。
一直以来，很多研究学者在实验中都采用粉末型TiO2光催化剂，研究其在一些难降解的有机污染物方面的应用。
用于废水处理。
由于TiO2光催化剂在紫外光照射下能产生极具活性的羟基自由基（·OH）和活性氧（O2-），能有效的将废水中的有机污染物氧化分解并最终矿化为无害的CO2，H2O和无机物。
负载型TiO2的应用
（1）用于废水处理。
不同于粉末型TiO2光催化剂，固定相TiO2是将TiO2负载于载体上，这样用于废水处理中就解决了催化剂难回收，难循环利用的问题。
（2）用于处理垃圾填埋场渗滤液。
（3）环境净化。
TiO2在环境净化中已有广泛应用，如水质净化方面已经产品化：泄漏油处理用的油分解玻璃珠,地下水、下水道污水处理用的有机氯化物处理用催化剂,防水生生物附着用的玻璃纤维布。
TiO2光催化氧化技术的研究发展方向
粉末型TiO2的研究发展方向
粉末状TiO2颗粒细小,在废水处理中易流失,回收困难.因此,对粉末TiO2催化剂进行一些改性以提高它的活性及可应用性是今后发展的主要方向。
（1）表面沉积贵金属[25,26]。
在TiO2表面沉积贵金属,对提高其光催化反应效率和选择性是很有效的。
常用的贵金属有Pt、Pd、Ag、Au、Ru、Nb等。
在TiO2表面沉积适量的贵金属有助于载流子的重新分布，电子从费米能级较高的半导体转移到较低的金属，直至二者的费米能级相同，从而形成俘获激发电子的肖特基势垒，避免了电子空穴的负荷，电子空穴得到了有效分离，最终提高了光催化剂的光量子效率。
如在载铂二氧化钛对3B艳红染料溶液光催化降解性能的研究中发现TiO2表面担载适量的金属铂后，对染料降解的催化活性有了明显的提高[27]。
（2）表面耦合。
耦合半导体是由2种不同禁带宽度的半导体复合而成，其互补性只能增强电荷分离，抑制电子空穴的复合，扩展光致激光波长范围，从而显示出比单一半导体更好的稳定性。
如SnO2与TiO2两者的能级不同，光激
发TiO2产生的电子从较高的导带迁移至SnO2的较低的导带。
空穴的运动方向跟电子的运动方向相反，光生空穴则从SnO2的价带迁移至TiO2的价带,实现了电子和空穴的良好分离。
（3）表面敏化。
敏化作用可以把电子注入半导体表面,从而扩展光催化剂的激发波长的响应范围,使之有利于降解有色化合物。
实验研究表明,一些普通染料、叶绿素、腐殖酸等常被用作敏化剂，可在TiO2表面得到完全或部分降解。
（4）过渡金属掺杂。
在半导体中掺杂不同价态的金属离子,不仅可以加强半导体的光催化作用,还可以使半导体的吸收波长范围扩展至可见光区域。
研究表明，Fe3+,Ｍo5+,Ｒe5+,Ｒu3+,Ｖ4+,Ｒh3+等能提高材料光催化活性, Fe3+效果最佳。
Ｌi+,Ａl3+,Ｍg2+,Zn2+,Ga2+,Nb3+,Sn4+等则对光催化活型的影响较小[28]。
负载型TiO2的研究发展方向
固定态的TiO2，不存在回收困难的问题，但由于其负载在载体上，所以与污染物接触的比表面积较粉末相的TiO2大大减小了，除了同样对TiO2进行适当的改性以提高催化活性以外，选择合适的载体，充分发挥载体的优势也是十分必要的。
另外，可以结合其它的一些处理污染物的方法，使固定相光催化氧化技术与其他技术联用，从而更有效的对污染物进行处理。
（1）半导体复合[29]。
（2）固定态光催化氧化技术与其他技术联用。
（3）利用太阳光能做为光源。
参考文献
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