在全球性环境污染和能源危机日趋严重的今天,如何有效利用太阳能来治理污染已引起世界各国的广泛关注。半导体氧化物多相光催化技术,因具有能广泛地利用太阳能,并且能耗低、反应条件温和、操作简便、无二次污染、特别对生物难降解有机污染物具有很好的氧化降解作用等突出特点,已成为环境污染控制和治理方面的研究热点。在众多的半导体氧化物中,TiO₂因其良好的光电特性,光照射下能够被光子激活,在表面发生很强的氧化（或还原）作用,将绝大多数有机污染物降解并最终完全矿化为CO₂、H2O和其他一些无机小分子物质而消除对环境的污染,以及化学性质稳定、安全无毒、来源丰富等特点,使之成为目前最为广泛和成熟的半导体氧化物材料之一。然而,TiO₂的禁带宽度较大（锐钛矿型TiO₂的Eg≈3.2eV）,光催化仅限于紫外光区,而太阳光中紫外光（300 nm～400 nm）的含量只占3%～4%,太阳能利用率低;并且量子产率同样较低。因此,本文拟采取掺杂的方式制备高性能的TiO₂催化材料,以提高其光催化效率。本论文以Ti（SO4）2为原料,水为溶剂,加入氨水调节pH至7～8,生成Ti（OH）4白色沉淀,用蒸馏水反复洗涤除去杂质离子,再以HNO3作为胶溶剂,CdS胶体为掺杂剂,利用微波辅助加热技术,在常压、低于100℃条件下制备出了CdS掺杂纳米TiO₂溶胶。论文同时研究了pH值、微波作用温度以及钛源等因素对纳米晶TiO₂溶胶光催化活性的影响。结果表明:制备CdS掺杂纳米TiO₂胶体的最佳工艺条件:pH=1.0,微波作用功率800 W,微波作用时间1.5 h,微波作用温度90℃。S元素掺杂以S6+取代Ti4+进入TiO₂晶格,使晶格局部畸变,导致TiO₂的带隙变窄;掺杂进入TiO₂晶格中的S4+会轻微改变Ti的化学价态,破坏了原来体系的电荷平衡。为了维持晶格中的电荷平衡,少量钛离子会释放多余的电子变为更高的价态,其吸收边移动了约20 nm,S原子已经掺杂进TiO₂晶格中,并部分形成了化学键,从而改变了TiO₂胶体的光响应范围。N元素以两种掺杂态存在:一种是以N3-替位取代O₂-进入TiO₂晶格形成Ti-N-Ti联接的掺杂,另一种是通过化学吸附NH3或NH4+进入晶格原子间隙产生掺杂;而N、S共掺杂纳米TiO₂具有可见光催化活性是因为N、S元素的掺杂在禁带形成了新的杂质能级。在紫外及可见光照条件下,以甲基橙、亚甲基蓝、罗丹明B为目标降解物,考察TiO₂的光催化性能。光催化降解甲基橙结果显示:CdS掺杂TiO₂溶胶具有良好的光催化活性,在最佳条件下制备的CdS掺杂TiO₂溶胶,在30 min内使浓度为20 mg·L-1甲基橙的降解率达到97.1 %。