TiO₂作为一种优良的半导体光催化剂,被广泛应用于降解废水的处理。但是,TiO₂由于能带隙较宽,光生空穴和电子复合速度快的缺点降低了光催化性能,因此需要进行改性。本文选择锐钛矿型TiO₂作为催化剂降解甲基橙,考察了溶液的pH值、溶液的初始浓度和煅烧温度这三个因素对未扩渗的TiO₂光催化降解甲基橙的影响,提出了稀土扩渗改性TiO 2光催化活性的设计思想。研究了LaCl₃,EuCl₃和ErCl₃扩渗工艺对TiO₂光催化活性的影响规律,通过理论分析初步探讨了光催化降解机理。研究结果表明:溶液的pH值对甲基橙的降解影响较大,酸性条件下的脱色率大于碱性和中性条件下的脱色率;溶液的初始浓度越高,单位时间内的反应量就越高,但降解速率下降;与未煅烧的相比,600℃煅烧的TiO₂的光催化活性降低。XRD测试中未检测到三价稀土化合物相的存在,说明稀土离子渗入较少,XRD无法检测;但通过XPS测试检测到稀土离子以三价形式存在,Ti主要以Ti4+形式存在,同时存在少量的Ti 3+;LaCl₃ ,EuCl₃ ,ErCl₃扩渗后的TiO₂的UV-VIS光谱表明在可见区有很强的吸收,说明渗入的稀土有效降低TiO₂电子跃迁所需激发能,从而起到了可见光敏化和助催化剂的作用,红外光谱分析表明偶氮式甲基橙在偶氮双键处开始分解。光催化降解实验表明,稀土扩渗的TiO₂光催化性能得到了很大提高,浓度为0.036mol·L-1的LaCl₃在700℃下扩渗2h的TiO₂光催化效果最好,40min内甲基橙的脱色率达到97%,与扩渗前相比提高了41.33%;EuCl3扩渗的最佳工艺条件为渗剂浓度为0.0329mol·L-1,600℃扩渗2h;650℃下用浓度为0.0262mol·L-1的ErCl3扩渗1h的TiO₂ , 40min内甲基橙的脱色率达到93.94%,1h内几乎完全脱色。