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与传统污染治理技术相比，以纳米TiO2为主的多相光催化氧化技术因具有许多优点而倍受青睐。但是，以TiO2为基础的光催化技术还存在可见光利用率低、电子-空穴易复合等技术难题，因而限制了它的应用。为了提高纳米TiO2在太阳光下的催化活性，本文用卟啉类分子对TiO2进行表面修饰，从而提高纳米TiO2在可见光下的光催化活性；用氨基酸类分子对TiO2进行表面修饰，从而降低电子-空穴的复合速率。
本文使用简单的溶胶-凝胶法制备纳米TiO2，运用相关表面化学基团形成化学键制备原卟啉、铁卟啉修饰的TiO2光催化剂。运用X射线衍射仪(XRD)、激光拉曼光谱(Roman)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)等多种表征手段。结果显示原卟啉、铁卟啉成功的修饰到TiO2表面，通过原卟啉、铁卟啉的表面修饰确实可以拓宽纳米TiO2的吸收域值。光催化实验结果表明在紫外光激发下，修饰后的催化剂降解染料罗丹明B的光催化活性均比未修饰的TiO2要强；但在可见光激发下仅有原卟啉修饰的光催化剂有较好的光催化降解效果。
另外在纳米TiO2表面修饰天冬酰胺酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸，即得到天冬酰胺酸、丝氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸修饰的TiO2光催化剂。以光催化硝基苯转化成苯胺的反应体系为研究对象考察各种催化剂在紫外光照下的催化性能。结果表明，与未修饰的TiO2相比，天冬酰胺酸、丝氨酸、苯丙氨酸修饰的TiO2在光催化降解硝基苯有着很高的效率，且苯胺也有着非常高的生成效率。另外，这种现象在电子捕获剂甲醇是否加入的情况下均存在。实验结果表明TiO2表面修饰给电子基团有利于提高光催化反应的进行，这为芳香族类硝基化合物的硝基的还原提供了方便的途径。