印染有色废水色度高,排放量大,有机污染物含量高,水质变化大,对环境和人造成严重危害。TiO₂光催化技术利用源源不断的清洁太阳能,深度脱色印染有色废水,可处理多种难降解的污染物。但是TiO₂对太阳光利用率低、空穴和电子复合机率高等不利因素限制其广泛运用。本文制备钡、尿素掺杂TiO₂溶胶和薄膜,提高TiO₂光催化活性,并用于脱色印染有色废水。采用溶胶-凝胶法掺杂碱土金属钡,不加入任何醇类室温下制备钡/TiO₂溶胶。考察不同Ba²⁺掺杂量对溶胶粒径、紫外可见吸收光谱、晶型、红外光谱和光催化活性的影响。结果表明,0.01%Ba²⁺掺杂使得催化剂粒径变小,继续增加则粒径变大。随着Ba²⁺掺杂量的增加,催化剂的吸收边缘波长向长波方向发生移动,对可见光吸收能力增强。XRD谱图表明0.01%Ba²⁺掺杂没有改变TiO₂锐钛矿晶型,但是其特征峰宽化,晶粒尺寸从22.4nm减小至20.1nm。Ba²⁺掺杂使Ti-O键振动吸收峰从485cm-1红移至627cm-1。Ba²⁺掺杂带来催化剂粒径和吸收光谱等性能的变化,提高了TiO₂紫外可见光光催化活性。紫外光下0.05%,可见光下0.01%Ba²⁺掺杂脱色率分别达到89.1%和93.1%。采用旋涂法室温制备钡/TiO₂薄膜,考察旋转速度、涂膜次数、涂膜时间和循环使用次数对薄膜紫外光催化活性的影响。结果表明,涂膜时间30s,旋转速度2500rpm,涂膜3次制备的Ba²⁺/TiO₂薄膜活性较好。循环使用5次后,薄膜光催化活性几乎没有下降。探究钡掺杂对Ba²⁺/TiO₂薄膜的牢固性、亲水性、形貌结构、光透射性能和光催化性能的影响。用自来水冲刷薄膜和透明胶带粘揭薄膜实验表明,薄膜具有很好的牢固性。适量Ba²⁺掺杂减小薄膜接触角,提高薄膜亲水性,从而吸附更多染料分子。薄膜组成颗粒为球形或近球形,分散均匀,0.01%Ba²⁺的掺入能有效抑制颗粒团聚成二次颗粒。0.01%、0.05%Ba²⁺掺杂的TiO₂薄膜对可见紫外光的吸收有所提高。适量钡掺杂可提高薄膜活性,0.01%Ba²⁺掺杂脱色率达86.1%。利用Ba²⁺/TiO₂薄膜脱色染料溶液,考察染料初始浓度、光照强度、光照时间和染料结构对Ba²⁺/TiO₂薄膜光催化活性的影响。结果表明,较高的初始浓度会减小溶液的透光率,降低染液脱色率。光照强度越高活性越好,大于100W继续增加则变化不大。光照时间越长脱色率越高,大于120min则变化不大。Ba²⁺/TiO₂薄膜对实验选取的偶氮和蒽醌染料有很好的脱色效果,其中酸性绿GS脱色率达86.3%。采用溶胶-凝胶法掺杂非金属尿素,不加入任何醇类室温下制备尿素/TiO₂溶胶。考察尿素掺杂量对溶胶粒径、紫外可见吸收光谱、晶型、红外光谱和光催化活性的影响。结果表明,尿素掺杂对溶胶粒径影响不大,平均粒径均在30-40nm之间。尿素掺杂后吸收光波长没有产生明显的红移,但吸收强度有所提高。XRD谱图中没有出现尿素特征峰,但是0.01%尿素掺杂使得TiO₂特征峰宽化。红外谱图表明尿素参与钛酸四正丁酯的水解过程,并与TiO₂形成新的共价键。0.01%尿素掺杂催化剂紫外和可见光活性分别从87.2%提高到95.2%,89.2%提高到92.8%。研究脱色过程中染液的可见吸收光谱发现,染料特征吸收峰逐渐降低至几乎消失,且没有形成新的吸收峰,说明反应过程中没有生成新的有机物质。采用旋涂法室温制备尿素/TiO₂薄膜,研究尿素掺杂对TiO₂薄膜的牢固性、亲水性、形貌结构、光透射性能和光催化性能的影响。尿素/TiO₂薄膜具有很好的牢固性。0.01%尿素掺杂可以提高薄膜亲水性,更加容易吸附溶液中的染料分子,能有效抑制颗粒团聚成二次颗粒。适量尿素掺杂可以提高TiO₂薄膜对紫外可见光的吸收。尿素掺可提高薄膜活性,0.01%尿素使薄膜脱色率从85.6%提高到91.6%。以尼龙6为基体,利用静电纺室温下制备尼龙6/尿素-TiO₂纤维薄膜,其具有极大的比表面积,从而提高光催化活性。对尼龙6/尿素-TiO₂纤维薄膜红外谱图、形貌结构、光催化活性和重复使用性能进行研究。结果表明,红外谱图中分别出现尼龙6和尿素/TiO₂的特征吸收峰。纤维薄膜表面均匀,当混有15%和20%尿素/TiO₂催化剂时,纤维变细至80-200nm之间,比表面积增大,薄膜吸附性能增强。尼龙6/尿素-TiO₂纤维薄膜能吸附5%左右染料,20%催化剂含量时脱色率达93.7%。薄膜重复使用性能良好。纤维薄膜对选取的偶氮和蒽醌染都有很好的脱色效果。通过分析活性红X-3B染液反应前后的红外谱图可以知道,染料结构发生变化,偶氮键断裂以及苯环已经开环降解。钡和尿素掺杂能够有效提高TiO₂光催化活性。旋涂法和静电纺制备的催化剂薄膜均匀平整且牢固性好,可以重复使用。薄膜催化活性高,能够处理多种染料,适用于脱色印染有色废水。