光催化是光化学反应的一个前沿领域,故在各种生物难降解有机废水、综合废水的处理及生活用水的深度处理等方面有很广阔的应用前景。目前,用于光催化降解环境污染物的催化剂多为N型半导体材料,由于TiO2具有价廉易得、使用稳定及光活性较高的特点而得到广泛应用。TiO2的晶型种类、晶粒尺寸、表面面积、表面水合状态、羟基化作用、表面电荷等都能影响TiO2光催化活性,因此通过控制以上因素对TiO2进行改性处理可提高其光催化活性。本论文设计并以烷基胺表面活性剂为模板剂、经层状介孔前体,合成了高比表面积(表面改性)TiO2催化剂。溶剂抽提法脱除模板剂导致TiO2从介孔结构向锐钛矿相转变,可望大大提高TiO2的光催化效率;通过低温N2吸附对孔结构表征发现,所得稀土改性,表面光敏化TiO2催化剂呈现微孔孔分布,Si改性,稀土和Si同时改性TiO2催化剂呈现微孔介孔双孔分布;通过UV-Vis漫反射光谱对其活性中心结构进行表征发现,改性TiO2样品显示了明显的红移现象,带隙能的降低有助于提高TiO2的光催化活性。以苯酚降解和罗丹明B降解为探针反应研究了(表面改性)TiO2催化剂的光催化性能, 结果发现TiO2的结晶相、粒子尺寸、比表面积和表面吸附的H2O和-OH数量对其光催化活性都有明显的影响。表面改性后,在催化剂表面生成了更多的羟基,引入稀土元素后紫外吸收边红移,光敏剂改性使更多的光源得以利用,从而提高了TiO2的光催化反应效率。