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二氧化钛(TiO2)光催化技术是一种高级氧化技术,它利用光生强氧化剂可以将水中有机污染物彻底氧化为H2O和CO2等小分子,这种方法被广泛用于灭菌消毒、污水处理、空气净化、有机污染治理等领域,尤其是对难降解的有机物具有很好的氧化分解作用。此外,TiO2光催化技术还具有反应设备简单,反应条件温和,运行成本低,催化材料易得,可望用太阳光为反应光源等优点,是一种非常有前途的污染治理技术。TiO2的带隙较宽(3.2eV),仅对波长小于387nm的紫外光有吸收,表现出光催化活性,而这样的波长紫外光仅占太阳光的4%左右,所以对太阳光的利用率比较低。同时,光生载流子的复合率比较高,量子效率低,也影响了其光催化效率。为了提高TiO2的光催化效率,近年来,人们对TiO2改性进行了深入的研究,金属离子和非金属掺杂纳米TiO2的研究日趋受到重视。大量研究表明,非金属与金属共掺杂,在可见光照射下可以更好地有效改善TiO2光催化剂的可见光活性。本文采用溶胶-凝胶法制备了N,F掺杂TiO2膜、La,N,F掺杂TiO2膜、Fe,N,F掺杂TiO2膜和Co,N,F掺杂TiO2膜;并以酸性红B和亚甲基蓝为目标污染物,研究掺杂TiO2膜的可见光催化活性。考察了TiO2膜的最佳制备条件(镀膜层数、焙烧温度、镀膜面积、煅烧方式)以及可见光照射时间、初始浓度、照射功率和酸度等因素对酸性红B和亚甲基蓝降解效果的影响。实验结果表明:N,F-TiO2膜的光催化活性好于N-TiO2膜和F-TiO2膜的光催化活性,对于浓度为10mg/L的酸性红B溶液,N,F-TiO2膜结合可见光照射30h时,酸性红B的降解效果达到98.5%。La,N,F-TiO2膜的光催化活性好于N,F-TiO2膜的光催化活性,对于浓度为10mg/L的酸性红B溶液,La,N,F-TiO2膜结合可见光照射30h时,酸性红B的降解效果分别达到100%。Fe,N,F-TiO2膜的光催化活性好于Co,N,F-TiO2膜的光催化活性,对于浓度为10mg/L的亚甲基蓝溶液,Fe,N,F-TiO2膜和Co,N,F-TiO2膜结合可见光照射12h后,亚甲基蓝的降解效果分别达到100%和98.6%。