由于全球工业化进程的发展,污染问题日益严重,环境保护和可持续发展成为了人们考虑的首要问题,光催化降解技术是指在光照射条件下,使污染物发生氧化-还原反应,生成二氧化碳、水及盐类等无害物质,属于绿色环保技术。纳米TiO2作为一种重要的半导体光催化材料,具有粒径小、比表面积高、催化活性高、化学稳定性好、价格低廉等优势,已成为当前研究的热点。其中一维管状二氧化钛纳米管2 nanotubes,简称为TNTs)具有开口、中空的特殊结构,本身具有很强的吸附性能,但是光催化活性很低。如何在保持TNTs强吸附性能的同时,又使其具有很高的光催化活性,是一个值得研究的重要课题。本论文通过表面负载TiO2、Pt、Au纳米晶来对TNTs进行复合改性,从而制备出具有高活性的负载型二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂。首先以TiO2(P25)为原料,利用水热合成法制备了具有高长径比、均一形貌的TNTs。将其作为载体,分散在无水乙醇中,通过柠檬酸还原氯铂酸,一步法合成了表面负载贵金属Pt的二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂(简称为Pt/TNNs)。分析比较了在不同热蒸发温度、不同Pt负载量的条件下,复合光催化剂对模型污染物酸性红G(Acid Reg G)、亚甲基蓝(Methylene Blue)的光催化降解效果。研究结果表明：采用水热法制备了直径为5-8nm,长度为200-400nm,比表面积为463m2/g的具有均一形貌、两端开口的中空二氧化钛纳米管。表面负载贵金属Pt后,直径约为4nm的贵金属Pt以单质的形态很好得分散在TNTs表面,纳米管部分转变为晶粒尺寸为8nm锐钛矿相Ti02纳米晶,并保留了高于216m2/g的比表面积,较未载铂的样品有着更高的比表面积。这说明了在TNTs表面负载Pt纳米晶,在促进Ti02纳米晶粒生长的同时,增强了TNTs的热稳定性。纯纳米管的光催化活性很低,在120℃蒸气处理并负载贵金属Pt后光催化活性有了显著的提高,但是当Pt的负载量大于2.5wt%时,由于负载量过大导致复合光催化剂的捕光效率下降,降低了光催化活性。为了更好得了解贵金属负载对于提高TNTs光催化活性的机理,论文尝试了通过硼氢化钠还原氯金酸,一步法合成了表面负载贵金属Au的二氧化钛纳米管/纳米晶复合光催化剂(简称为Au/NTs),由XRD和TEM可以计算得出直径为10nm的Au单质吸附在了TNTs表面的同时,纳米管和贵金属单质都有良好的结晶性能。由于Au纳米晶粒尺寸较大,所以在120℃蒸气处理后,复合光催化剂的比表面积有大幅度降低。Au/NTs对于阳离子型染料亚甲基蓝具有良好的吸附性能,且较Pt/TNNs相比,光催化性能有所提高。论文通过将TNTs分散在溶有钛酸四丁酯(TBOT)的乙醇溶液,利用热蒸发的方法制备了表面负载Ti02纳米晶的二氧化钛纳米管／纳米晶复合光催化剂(简称为NT/NC),结果表明,表面负载TiO2纳米晶是提高纳米管光催化活性的有效方法。综上所述,本论文运用热蒸发的方法,将TiO2、Pt、Au等纳米晶负载在TNTs上,热蒸发的过程中TNTs部分转变为锐钛矿相TiO2,但依然保持着很高的比表面积。这种高比表面积的复合光催化剂具有很好的吸附性能和较高的光催化活性。