TiO₂介孔材料因其在光催化、催化剂载体、传感器、电化学器件等方面具有种种潜在的用途而备受关注,已经成为材料科学一个崭新的研究方向。在处理有机废水方面显示了比纳米TiO₂更高的光催化效率。在特定情况下显示出了很广阔的应用前景。本研究首次采用新型材料Gemini1231作为模板剂,用溶胶-凝胶法在室温下合成TiO₂。采用差热分析、X射线衍、N₂吸附-脱附、TEM等对样品进行了表征。结果表明,在钛源和模板剂比例为0.75时,具有较好的介孔结构,比表面积可达383.8m²/g,最可几孔径为5.4nm,晶粒的尺寸为22.60nm,XRD测试发现较强的锐钛矿型特征峰而未发现金红石相特征衍射峰,说明本实验制备的介孔TiO₂为稳定锐钛矿型。通过小角X射线衍射分析和TEM照片发现,产物为规整的介孔结构。由于TiO₂可利用的激发光源仅限于紫外光,而太阳光中仅含4%左右的紫外光,远远达不到利用TiO₂处理各种废水的要求。过渡金属离子掺杂可在TiO₂晶格中引入缺陷位置或改变结晶度,从而影响电子与空穴的复合,某些金属离子的掺入还可以扩展光吸收波长的范围,因此本研究尝试在介孔材料中掺入Fe³⁺和V⁵⁺,从而提高介孔TiO₂的催化活性。测试结果表明,适量Fe³⁺和V⁵⁺掺杂对TiO₂介孔结构影响显著,但可以大幅度提高介孔TiO₂的活性。通过光催化降解甲基橙实验得到了最佳的配比。