最近几年,二氧化钛光催化技术的研究及应用获得了较为迅速的发展,但还未达到科学合理利用的水平,总体上仍不尽人意。目前看来主要存在以下几个问题限制了其在治污方面的应用。首先,TiO2光催化剂的带隙较宽(Eg=3.2eV,γ=387nm),只能被400nm以下的光波激发,所以不能充分利用太阳光,从而限制了其应用。其次,纳米级别的二氧化钛粒子十分细小,降解污染物时容易流失和聚集,造成回收困难乃至对环境的二次污染,同时也会造成治污成本的加大。而现有的固载方法和手段仍处于实验室理论应用阶段。再次,在现阶段小规模的应用中,人们常利用如紫外灯、汞灯等人造光源照射来促进光催化反应进行,因而增加了能源的消耗。从可持续发展和绿色经济学角度来看,仍存在不合理的因素。因此,研制出具有高量子效率,易激发且空穴不易复合的新型二氧化钛光催化剂成了今后改进催化剂的重点和难点。本实验以钛酸四丁酯为钛源,在低温条件下通过过氧化氢将钛酸正丁酯水解产物氧化,成功制备出晶粒尺寸较小(平均25nm)且结晶度优良的WiO2纳米粒子。利用贵金属元素、稀土元素分别对TiO2进行掺杂以及两种元素共同掺杂进行改性。用罗丹明B模拟有机污染物,氙灯(500W)模拟可见光。实验结果表明无论是贵金属元素掺杂还是稀土元素掺杂,均能有效地提高光催化剂的催化效率。当两种元素共同掺杂时催化效率会进一步提高。当Pt/Ce掺杂比为0.65/0.75时,对应催化剂的催化效率达到最大。催化剂的用量,催化反应时间,催化剂热处理温度以及反应体系pH值等实验条件均会对催化剂降解效率产生影响。在优化实验条件下,即反应体系pH=2,催化剂焙烧温度为600℃,反应时间180min内,催化剂罗丹明B的降解率达到98.5%。