公路隧道由于环境相对密封，里面存在着大量的汽车尾气，特别是在交通量大而且较长的隧道中，容易造成尾气积聚，不仅污染隧道内的设施，并且影响行车安全。传统的隧道通风空气净化模式不仅对汽车尾气净化效果有限，而且通风设备运营费用较高，因此如何有效地净化隧道中的汽车尾气是当前隧道交通亟需开展的一个研究课题。本论文以光催化材料纳米TiO₂粒子作为基体材料，以Fe（NO₃）₃作为改性剂，采用溶凝胶法制备了掺杂Fe³⁺的纳米TiO₂粒子，研究了Fe³⁺掺杂改性对纳米TiO₂粒子微观结构和表面活性的影响，分析了影响Fe³⁺掺杂改性纳米TiO₂粒子光催化效果的相关因素，然后采用吸附性能良好的Al₂O₃作为载体，通过溶胶凝胶法将Fe³⁺掺杂改性纳米TiO₂粒子负载到Al₂O₃上面，再采取高温煅烧的方法得到新型汽车尾气净化材料，通过尾气净化试验评价了Fe³⁺和Al₂O₃对纳米TiO₂粒子净化汽车尾气性能的影响，并确定了Fe³⁺和Al₂O₃对纳米TiO₂粒子的最佳掺量，参考涂料的制作方法，选取Fe³⁺和Al₂O₃最佳掺量下的纳米TiO₂粒子作为涂料的添加剂，制成带有净化尾气功能的涂料，然后通过尾气净化试验研究了该涂料净化汽车尾气性能的影响。试验结果表明：Fe³⁺掺杂为0.1%时，改性后的纳米TiO₂粒子粒径为13.6nm，为锐钛矿型；净化试验表明其活性最强，其对尾气中CO、CO₂、HC、NO_X的降解效率分别为7.9%、9.2%、6.3%、47.9%。其和Al₂O₃之间的比例为1:9时所制备的复合光催化材料净化汽车尾气的性能均高于其他掺量，其净化效果为8.9%、13.8%、21.4%、49.2%。选用Fe³⁺掺量0.1%，Al₂O₃负载10%作为本试验的最佳掺量，在最佳掺量下进行普通光源下的净化试验，对尾气中CO、CO₂、HC、NO_X的降解率分别为1.1%、5.6%、5.6%、49.2%，发现与紫外光下相差不大。采用最佳掺量的光催化材料制得的涂料，在紫外光和普通光源两种情况下净化尾气效果明显。光催化涂料基本性能检测结果为耐水性、耐碱性、耐洗刷性性能合格。