度下搅拌直至水分完全蒸发，再干燥至恒重。这种方法的优点是操作简便，成本低，但缺点是形成粒子颗粒较大，且分布不均。溶胶凝胶法溶胶凝胶法是世纪年代以来新兴的种制备材料的湿化学方法，这种方法能够通过低温化学手段剪裁和控制材料的显微结构，因此在材料合成领域具有极大的应用价值，引起了广泛的研究和关注。纳米粉的合成般以钛醇盐为原料，其主要步骤是钛醇盐溶于溶剂中形成均相溶液，以保证醇盐在水中的溶解度不大钛醇盐与水发生水解反应，同时发生失水和失醇缩聚反应，生成物聚集成左右的粒子并形成溶胶经陈化，溶胶形成三维网络而形成凝胶干燥凝胶以除去残余水分有机基团和有机溶剂，得到干凝胶干凝胶研磨后锻烧，除去化学吸附的羟基和烷基团以及物理吸附有机溶剂和水，得到纳米粉体。同其他方法相比溶胶凝胶法具有以下优点制备离子尺寸细小。掺杂离子在晶体中分布均匀。制备材料掺杂的范围宽包括掺杂的量和种类，化学计量准确且易于改进。制品纯度高，因为原料的纯度高且溶剂在处理过程易被除去。反应过程易于控制，大幅度减少副反应等。同时该方法也存在些缺点所有原料大多是有机物，成本高，有些对健康有害制品容易开裂，这是由于凝胶中液体量大，干燥时产生收缩引起。若烧成不够完善，制品中会残留细孔及根或，后者使制品带黑色。溶胶凝胶法是目前最广泛用于制备超细掺杂的方法，上述的缺点正在寻找改进的方法，比如用无机原料代替有机物，金属醇盐已形成行业，价格正在降低。金属离子掺杂改性的原理及影响因素从世纪年代以来，由于全球性能源危机和环境污染的日益加重，如何有效地解决这些问题受到了人们普遍的重视。其中等半导体光催化技术因其可以直接利用光能而被许多研究者看好。其中，锐钛矿相由于具有光催化活性高耐光腐蚀性强稳定性好环境友好价格相对低廉对人体无毒性等优点而成为最具潜力的光催化剂。但锐钛矿的带隙宽度为，只能吸收波长小于的紫外光能量，对太阳光能量的利用率仅约。因此，如何提高的光催化活性，拓宽其对太阳光的响应范围具有重要的应用价值。目前，改善的光催化性能主要有条途径场效耦合即从光生载流子的波粒二象性出发，在反应体系中引入热场电场微波场磁场等附加外部能量，在光催化反应条件下使外部能量与光场耦合叠加并直接作用于半导体光催化剂。改性修饰即从催化剂的制备出发，用化学方法改性修饰催化剂，如光敏化贵金属沉积表面还原处理半导体复合离子掺杂等。大量研究实验证明，通过金属离子掺杂可有效提高的光催化活性。金属离子掺杂的光催化机理金属离子掺杂能提高光催化剂的催化活性，由此人们提出了多种掺杂机理模型。其中以运用半导体缺陷理论，从能带结构及载流子的传递过程等角度来阐述比较符合掺杂光催化的本质。从电子空穴的产生载流子的捕获电荷的迁移光生电子和空穴的复合催化剂表面电荷的传递等方面研究掺杂纳米光催化剂的掺杂机理。认为金属离子掺入后，改变了电子能级的结构分布。光催化机理主要步骤表示如下电子空穴的产生载流子的捕获，电荷的迁移光生电子和空穴的复合催化剂表面电荷的传递或或，金属离子掺杂改性光催化性能的影响因素国内外许多研究者做了大量金属掺杂光催化活性的研究，研究表明，金属掺杂是为了抑制电子空穴的复合，提高光催化性能。影响光催化性能因素主要有掺杂离子的种类掺杂离子的浓度掺杂离子的化合价掺杂光催化剂的粒径等。金属掺杂离子的种类为提高的光催化活性，人们尝试用各种金属离子进行掺杂。目前金属掺杂主要有稀土金属掺杂过渡金属掺杂贵金属掺杂等。等通过掺杂种金属元素的光氧化氯仿和光还原四氯化碳的实验结果可以看出，掺入等离子对光催化活性有明显促进作用，而其它过渡金属离子如等也不同程度地提高的光活性，而掺入等主族金属元素则降低的光活性。杨水金等采用稀有金属镧掺杂作光催化剂在太阳光作用下对品红溶液进行了光催化降解实验。发现镧掺杂后，拓宽了的光谱吸收范围，不再仅限于太阳光中的紫外光，从而提高了光催化效率。吴遵义等通过光解法在氮掺杂纳米颗粒表面复合了贵金属纳米粒子，研究发现适量掺杂抑制了光生载流子的复合，加速了电子界面传递速度，从而更进步提高了其阳极光电流，提高了的光催化活性。掺杂金属离子的浓度晶体中杂质离子的掺入量也是影响掺杂效果的重要因素。当掺入量较少时，捕获电子或空穴的浅势阱数量不够，光生电子空穴对不能有效分离，当掺杂超过定浓度后，掺杂离子反而成为电子和空穴的复合中心，增大电子与空穴的复合几率，不利于载流子向界面传递。另外过多的掺入量会使表面的空间电荷层厚度增加，从而影响吸收入射光子量。袁颂东等在掺入质量分数为时，掺银的纳米带对甲基橙的降解率可达，较掺杂前提高了左右。高李芳柏等发现在掺入为时，光催化活性最高。因此金属离子对掺杂般存在个最佳浓度，金属离子掺杂量般以或为佳，掺杂剂量过高或不足均达不到最佳催化性能甚至引起性能下降。掺杂离子的化合价同种金属元素的不同化合价态将对产生不同的掺杂活性。通过研究发现，中掺入能够提高对乙醛的降解能力，而并不能够提高光降解活性。这是因为掺杂离子的化合价不同，形成的杂质缺陷类型也不同。当高价离子取代晶格中的时，形成施主缺陷当中间价离子取代晶格中的时，形成受主能级，不仅能形成浅势俘获中心，也能形成深势俘获中心，从而可以降低电子与空穴的复合，提高光催化效率。因此般认为，中间价态的金属离子在提高光催化性能方面有更大的优势。但这并不是说，所有金属离子的高价态都没有掺杂活性。总之，金属离子化合价对光催化的影响是很复杂的。掺杂离子的半径理论研究认为，和金属离子的半径和配位数比较匹配的金属离子易于取代或进入晶格间隙，形成活性中心。六配位的和离子半径接近，因此易于进入到晶体中，且分布均匀。而离子半径较大，难以进入晶格中，因此，掺对光催化活性影响不大。其它因素影响掺杂光催化性能的因素还有些，如不同的晶相锐态矿，金红石，无定形，掺杂离子的能级，制备方法等对掺杂改性的光催性能化都会产生影响。光催化技术在环境净化方面的应用纳米已在涂料传感器太阳能电池光催化剂方面有着广泛应用，但更突出的是它在环境保护方面的作用。近几年，利用纳米的光催化性质治理环境领域的污染问题受到广泛重视。纳米在常温常压下就可以反应，而且具有能耗低，反应条件温和，反应速度快，降解没有选择性，反应最终产物为和无害盐类，不产生二次污染的优点。在这样的背景下，纳米光催化环境净化技术作为高新环保技术，在环境治理方面具有较好的发展前景，近年来对这领域的研究也日益突出，这些研究主要集中在废水处理空气净化杀菌等方面。水环境有机污染物的去除水中的有机污染物种类繁多，以酚类卤代烃芳烃及其衍生物杂环化合物的毒性为最，几乎遍布于所有废水中，其中又以化工废水印染废水造纸废水制药废水污染物成分最复杂含量最多毒性最大。利用的光催化作用通过攻击等化合键能有效地将污染物中的卤素元素转化为等无毒或低毒小分子，达到消除污染的目的。吴雅睿等利用自制光催化反应器，研究纳米对甲醛废水的光催化降解，取得了较好的效果，并且催化剂有较好的回收利用性能，节约了工业成本。等探讨了悬浮液对乙酰氨基酚的光催化降解能力，发现光催化降解可以非常有效地清除废水和饮用水的乙酰氨基酚，而且没有任何的毒性。空气净化环境中有害气体主要来自于两个方面室内有害气体和大气污染气体。作为空气净化材料光催化剂能有效地分解室内外的有机污染物，氧化去除大气中的氮氧化物和硫氧化物以及各类臭气等，如甲苯蒸气可使人头痛恶心，对中枢神经系统有麻醉作用。吴健春等对纳米掺杂金属盐后的光催化甲醛降解性能进行了研究，研究结果表明适当钒掺杂改性提高了纳米降解甲醛的能力，经过钒掺杂改性纳米后其可见光范围的吸收明显增强，复合掺杂改性具有较好的光催化效果，比单金属元素掺杂效果好，其甲醛降解率可达以上。彭丽等证明了掺铁薄膜催化剂对于苯的降解优于未掺杂的情况。王贤亲等对影响苯系物，以去离子水为参比液进行消光调零。步骤配制反应液调节超声分散催化剂紫外光照定时取样离心测量吸光度，依此步骤分别对不同温度制备的粉末不同金属掺杂的粉末不同铁掺杂量的粉末进行吸光度测量，检测甲基橙浓度。最后进行反应的验证实验，改变，在值为的条件下使用上面的步骤，对反应酸度进行筛选验证。粉末的表征实验结果及讨论焙烧温度的影响及优选不同焙烧温度对催化降解率η的影响如图。图不同焙烧温度的影响从图得出，当焙烧温度为时，最终催化活性最高。不同金属掺杂的影响及优选不同金属掺杂对催化降解率η的影响如图无