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随着纳米科技的发展，纳米复合材料因各组分间的“取长补短、协同作用”，充分弥补了单一纳米材料的缺陷，因此成为该领域的重要发展方向。众所周知，纳米TiO2在光催化反应中具有很高的活性，能将大部分有机污染物最终降解成为CO2、H2O以及其它无机小分子。由于TiO2的带隙能较大(Eg=3．2eV)，只有在紫外光照射下才能表现出高光催化活性和超亲水性。但是紫外光在太阳光中所占比例较小，使得太阳光能的利用率很低。光生电子与空穴的高复合几率还会降低光量子产率。此外，纳米级TiO2不容易从环境中回收。这些不利因素使单纯的纳米TiO2粉体在实际应用中受到限制。针对以上因素，我们综合运用掺杂、复合、负载等方式，对纳米TiO2进行改性研究，使得改性后的纳米TiO2复合粉体更利于实际应用。取得的主要结果如下：
(1)采用金属盐热水体系下共水解沉淀法合成了介孔结构、空心玻璃微珠负载的Fe铁掺杂纳米TiO2多功能复合物(Fe-TiO2/HGMBs)。在本实验条件下，空心玻璃微珠可以防止纳米TiO2团聚、易于从环境中回收。Fe离子的掺杂使TiO2吸收边发生红移，到达可见光区。可见光催化降解甲基橙结果表明，该复合物表现出明显的可见光催化活性。
(2)采用两步液相法合成了介孔结构纳米TiO2光催化复合材料，其构成为Fe掺杂锐钛矿TiO2纳米晶生长于TiO2(B)相纳米带表面。Fe的掺杂使TiO2具有可见光催化活性。不同晶型TiO2耦合形成的p-n结，有利于光生电荷的分离，从而提高了可见光催化效率。
(3)另外，纳米异质结复合物较一般纳米复合物在构型上要更加完美，可能具有特殊的性能，本文就此采用两步溶剂热法合成MnCO3/α-Fe2O3纳米晶异质结。通过透射电镜观察纳米MnCO3棒的生长过程，发现，MnCO3纳米棒遵循一种Rolling-Broken-Growth过程。前驱物α-Fe2O3在MnCO3纳米棒的成核、生长过程中起到了晶相诱导作用。溶剂极性、反应温度对产物的生成均有显著影响。