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纳米材料是新世纪材料科学研究领域的前沿之一。本论文着眼于当前材料研究的热点，以催化剂合成和催化性能分析为重点，主要报道了两方面的内容：钴掺杂二氧化钛纳米材料催化剂的合成和结构特性表征研究；催化剂分解过氧化氢和高分子有机物染料的研究。 本文研究了利用溶胶-凝胶法制备Co负载二氧化钛催化剂，通过XRD、XPS、EDS和SEM等表征手段来确定所合成催化剂的结构和金属物质所处的价态。根据上述表征结果表明：TiO2主要以锐钛矿形式存在，其颗粒粒径约为50nm，Co-TiO2催化剂中Co的价态为+2价，Ti的价态为+4价。制备了适当Co含量的催化剂，利用催化剂对具有代表性的可溶性偶氮染料甲基橙、刚果红以及蒽醌类染料茜素红进行了催化降解，通过实验确定降解甲基橙、刚果红和茜素红的最佳降解条件，如： pH值、初始浓度、Co负载量、催化剂加入量、氧化剂加入量等；并测定在最佳的降解条件下降解的甲基橙、刚果红和茜素红的COD值；并且在最佳降解条件下测定了氧化剂过氧化氢的消耗量。通过实验得出结论：本文研制的催化剂，其催化分解过氧化氢性能良好，在低于室温时过氧化氢可以完全转化；利用Co含量2.5％的催化剂催化氧化以上三种染料，均可使有色染料在接近室温时得到高效率的降解。 通过本文的研究，探讨了Co负载二氧化钛催化剂分解过氧化氢和催化氧化降解可溶性含不同偶氮数量的偶氮染料及蒽醌类染料的降解规律；通过对甲基橙、刚果红和茜素红的COD值测定，讨论了Co负载二氧化钛催化剂对其COD的降解率的影响，为此类染料进一步进行生化处理提供参考依据；通过对二氧化钛催化剂的掺杂改性研究，探讨了提高二氧化钛催化剂的催化效率的有效途径。初步探讨了甲基橙、刚果红和茜素红的催化氧化降解机理；提出了Co负载二氧化钛的协同增强催化机制。本课题关于催化氧化法降解以上三种有色染料的研究，对于降解其它种类有色污染物的研究和应用具有一定的参考和借鉴意义。