中文摘要：

针对TiO2光催化剂只吸收紫外光和量子产率低的问题，本课题以能带理论、表面与界面理论以及光催化机理为依据，选择了ZrTiO4、CdS、Ag离子等第二组分与TiO2纳米薄膜和微粒进行异质结构设计，并对其制备工艺和光催化降解过程进行了研究。 TiO2异质结构纳米薄膜的研究结果表明，引入ZrTiO4过渡层能够有效抑制TiO2纳米颗粒长大，并且通过进一步的稀土和非金属离子掺杂扩展了其可见光吸收，较好解决了TiO2光催化剂同时实现“小尺寸”与“红移”的难点问题；以Ag为过渡层的TiO2异质结构薄膜通过等离子体的共振效应，有效提高了TiO2在紫外光的吸收，大大提高了量子产率。异质结构纳米微粒的研究表明，制备的上转换剂Y2O3Yb3+,Tm3+与TiO2复合后形成核-壳式复合粉末，可以将太阳光中的红外光或可见光转换成能被TiO2吸收利用的紫外光，大大提高TiO2在太阳光下的光催化降解能力；以等离子体光催化剂Ag@AgI与TiO2纳米带复合以及窄禁带半导体CdS对p-n型光催化剂Sr(Zr1-xYx)O3/TiO2修饰，都可通过其界面行为促进光催化剂光生电子-空穴的有效分离。