半导体光催化由于其在环境净化、新能源开发等方面的潜在应用价值成为近年来的研究热点。作为一种新型的光催化材料,五氧化二钽（Ta₂O₅）以其禁带宽度大、化学稳定性好等特点引起了人们广泛的关注。本文采用软化学方法设计合成一系列不同微观结构的Ta₂O₅,通过SEM、XRD、FT-IR、UV-vis等手段对其结构进行了表征,并将其光催化活性与商品Ta₂O₅进行比较,结果显示我们合成的Ta₂O₅光催化降解亚甲基蓝效率显著高于商品Ta₂O₅。全文包含如下内容:1.通过十六烷基三甲基溴化铵协助的溶胶-凝胶法合成了高结晶度的介孔Ta₂O₅。考察了煅烧温度对孔径、比表面积、结晶性能及光催化活性的影响。600℃煅烧得到无定型Ta₂O₅,其孔径为4.5 nm,比表面为68.2 m²/g。当煅烧温度升高到700℃时,我们得到正交晶系的Ta₂O₅,孔径为10.8 nm,比表面为22.2 m²/g。两者的光催化活性均优于商品Ta₂O₅,700℃煅烧得到的样品由于其优异的结晶性能催化活性最高。2. Ta₂O₅与Rb₂CO₃固相反应得到层状RbTaO₃,经HCl质子化后,得到Rb_0.1H_0.9TaO₃·1.3H₂O,通过氢氧化四丁基铵（TBAOH）插入层间剥离层状Rb_0.1H_0.9TaO₃·1.3H₂O,我们最终得到单分子层的TaO₃纳米页。AFM高度图显示纳米页的厚度为1 nm左右。在石英基片上,通过层层自组装技术交替沉积带正电的聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDDA）与带负电的TaO₃纳米页成功制得TaO₃/PDDA多层膜。UV测试表明随着沉积次数的增加,多层膜的最大紫外吸收强度呈线性增加。3.采用无皂乳液聚合法,我们制备了粒径500 nm的聚苯乙烯（PS）微球。以PS微球为模板,运用层层自组装技术将PDDA与TaO₃纳米页交替沉积于球表面,通过高温煅烧去除模板和PDDA后,我们得到了壁厚为¹0 nm的Ta₂O₅空心球。该空心球的光催化活性明显优于商品Ta₂O₅。4.重新堆积的TaO₃纳米页晶化后得到Ta₂O₅纳米颗粒。以尿素为N源,通过固相反应得到C₃N₄敏化的Ta₂O₅。紫外漫反射显示敏化后的样品的吸收边已拓展到可见区。但遗憾的是可见光下,降解亚甲基蓝的催化活性很低,具体机理正在进一步探索中。