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哥本哈根会议的召开使环境问题以及能源问题又进一步引起了人们的关注,纳米技术从开始到现在都在不断地为科研提供新的活力,目前人们也正在利用纳米技术来解决环境中的问题。纳米TiO2是一种多功能的半导体材料,因其化学性质稳定,耐酸碱性能好,对生命体无毒无害,因而得到了广泛关注。目前在科研领域有关TiO2的研究主要有两个方面,其一是利用纳米TiO2制备染料敏化电池(DSSC),其二是将TiO2制成光触媒来降解污染物及治理环境污染。染料敏化电池是一种新型光化学太阳能电池,它制作工艺简单、成本低、性能稳定、对环境友好,因而具有良好的应用前景。光触媒是一种纳米级的金属氧化物材料(通常为TiO2),将它涂布于材料表面,在光照的作用下能有效地降解空气中有毒有害气体,杀灭多种细菌,并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理,同时还具备除臭、抗污等功能。依据TiO2的半导体性质及其固有的理化特点,本实验第一部分利用分步水解法制备了一系列TiO2水溶胶,并由此为原料制作了染料敏化电池所需的光电极。这种光电极的结构特点是一种三明治结构的复合性掺杂的二氧化钛薄膜,以植物叶绿素为敏化剂组装太阳电池,用XRD、AFM对晶型和表面形貌进行表征分析并研究其光电性能。第二部分采用常温络合的方法制备出一种无色透明纳米TiO2光触媒水溶胶。利用激光粒度分析仪,紫外可见分光光度计对材料粒径与光吸收性能进行了测试和评价,并进行了光触媒对酸性红3R染料的降解实验。实验证明复合性掺杂方式制作的光电极较大的提高了染料敏化电池的光电性能,其中以Fe-Ti-V这种掺杂方式制备的电池效果同比最佳。以天津市光学仪器厂GY-1型溴钨灯为光源采用深圳先霸电子仪器有限公司XB-2002型万用表为测量工具测得电池开路电压和短路电流分别为602 mV和430μA。用所制备的无色透明光触媒水溶胶降解酸性红3R实验表明,在太阳光照射下,80 min可以将100 mg/L的酸性红3R降解95%以上,证明此种光触媒有较好的光催化效果,并且这种光触媒性能稳定、制作工艺简单、具有良好的应用价值。