本文以最大增溶水量作为衡量微乳液稳定性的一个指标,利用正交试验方法考察了环己烷/吐温80/正丁醇/水微乳液中各个组分对其稳定性的影响并得到最优的微乳液配比。在环己烷/吐温80/正丁醇/水微乳液中,以钛酸四丁酯为钛源,浓硫酸为抑制剂,成功制备出粒径小、分散性高的纳米级TiO₂,所得产品晶型均为单一的锐钛矿型,颗粒外形为球形且尺寸分布均匀,团聚度小,粒径为14 nm左右。在环己烷/吐温80/正丁醇/水微乳液体系中,对TiO₂分别进行Ag、Fe、Co、Yb、Ce等金属元素和非金属元素N掺杂改性的研究,分别考察了金属元素与非金属元素对TiO₂晶型及光催化性能的影响。实验结果表明:焙烧温度为600℃时,银的掺杂不影响二氧化钛晶体结构的变化,为纯的锐钛矿型。当Fe的掺杂量大于0.1wt%时,为纯的锐钛矿;而焙烧温度在600℃时,Co、Yb、Ce和N掺杂的纳米TiO₂粉体均为单斜晶系TiO₂（常记为β-TiO₂）和立方晶系锐钛矿的混晶;煅烧温度为700⁸00℃时,所得各种金属和非金属元素掺杂改性产品均为纯的锐钛矿型,说明这些元素的掺杂有效地抑制了TiO₂从锐钛矿向金红石相的转变,提高了晶型转化温度。考察了各掺杂改性样品的光催化降解性能,研究结果表明:Ce、N单元素掺杂改性样品的光催化降解性能最优,其可见光下的光催化降解效率可达80%以上。利用微乳液法对TiO₂进行了N、Ce双元素掺杂改性的研究,XRD和TEM分析表明,N、Ce共掺杂改性后的TiO₂外貌为球形,平均粒径为20 nm左右。XPS和PL分析表明,Ce元素以Ce⁴⁺的形式存在,N原子取代O原子掺杂到TiO₂的晶格之中,形成Ti-O-N或O-Ti-N键,且Ce和N可分别作为电子和空穴的捕获中心,共同抑制光生电子和空穴的复合。以新胭脂红为目标降解污染物,在可见光下考察了N-Ce共掺杂的纳米TiO₂的光催化性能,实验结果表明:可见光下,N-Ce共掺杂的纳米TiO₂对新胭脂红的光催化降解效率在90 min可达到95%,远高于单元素掺杂的TiO₂,且明显优于纯的TiO₂和P25。