随着社会的进步,以及人民生活水平的提高,人们对健康的生存环境日益关注,抗菌防菌意识不断增强。自70年代中期以来,人们对二氧化钛的光催化活性进行了大量的研究,利用二氧化钛来消除与降解污染物成为环境科学领域的一个非常活跃的研究方向。本文系统的介绍了纳米材料、抗菌材料和光催化氧化技术的发展状况,全面综述了二氧化钛的制备方法、抗菌机理以及在抗菌方面的研究新进展,详细介绍了二氧化钛制备方法中的溶胶-凝胶法,研究了影响光催化效率的各种因素,讨论了有效提高光催化活性的措施。 本试验采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为主要原料,制备出澄清、透明、均匀稳定的二氧化钛溶胶。通过改变不同前驱物的种类及用量、热处理温度及铁离浓度制备出不同掺铁量的改性二氧化钛,并将其镀在玻璃片上。采用X射线分析仪（XRD）、差示扫描量热仪（TG-DSC）、扫描电镜（SEM）、紫外-可见光分析仪（UV-vis）等手段对粉体及镀膜玻片进行微观性能的测试和表征。研究工作主要包括以下四个方面: （1）纯二氧化钛溶胶和掺铁二氧化钛溶胶及其镀膜玻璃片的制备 以钛酸四丁酯为主要原料,正丁醇为溶剂,加入适量的稳定剂和催化剂,制得均匀稳定的二氧化钛溶胶。以钛酸四丁酯为主要原料,正丁醇为溶剂,加入不同量的硫酸铁及适量的稳定剂和催化剂,制备得到均匀稳定的掺铁二氧化钛溶胶。用浸渍提拉法制备镀膜的纯二氧化钛玻璃片和掺铁二氧化钛玻璃片。 （2）纯二氧化钛和掺铁二氧化钛对降解有机物的研究 本实验采用配制的一定浓度的亚甲基兰溶液测试光催化效果。对于不同掺铁量、不同煅烧温度、不同煅烧时间及不同镀膜层数这几个方面考察了光催化效果,从而总结出最佳工艺参数。 （3）纯二氧化钛和掺铁二氧化钛抗菌性能的研究 研究了不同掺铁量、不同杀菌时间、不同光源下,所制备的纯二氧化钛和掺铁二氧化钛对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌及枯草芽孢杆菌（黑色变种）这三种细菌的光催化杀菌性能的影响。 （4）纯二氧化钛和掺铁二氧化钛性能测试与分析 采用XRD、TG-DSC、SEM、UV-vis等手段分析了纯掺铁二氧化钛样品的结构和形貌,以及干凝胶的热分解和晶化过程,并确定了TiO₂干凝胶的热处理条件。在实验条件下得到的二氧化钛干凝胶为无定型,无定型二氧化钛加热晶化过程是一个持续的过程,在不同温度下发生了晶型转变（锐钛矿→金红石型）。