在水处理领域,特别是在处理水中难降解有机污染物方面越来越被人们重视。高级氧化技术(Advanced Oxidatiao Process, AOPs)是处理有机污染物的重要手段之一。Ti02作为一种光催化剂,因其无毒无害,物理化学性质稳定,光催化能力强受到人们的广泛关注。然而,TiO2光催化走向真正的应用还存在诸多困难,激发波长的限制是制约其应用的主要原因之一。TiO2是一种宽禁带半导体,其禁带宽度为3.2eV,相对应的激发波长在紫外区的387nm左右,而紫外波段的能量仅占全部太阳能的5%左右,无法充分利用绝大部分的的可见光能量(45%左右)。因此,减小TiO2禁带宽度使吸收光谱向可见光扩展成为目前最具挑战性的课题。本文通过溶胶一凝胶法,结合干法纺丝和水蒸气活化热处理工艺,获得了具有广‘谱高效和宽频响应特性的Si、N共掺杂Ti02连续纤维。采用TG-DTA.XRD、 TEM、SEM、XPS、Zeta电位、UV-Vis DRS、FTIR及N2吸附-脱附等多种现代表征手段对制得纤维进行了表征。以水中难降解的偶氮染料X-3B为目标污染物,综合研究了Si,N共掺杂TiO2连续纤维在紫外、可见光照条件下的光催化活性,探讨了纤维结构与催化性能之间的构效关系,重点研究了TiO2连续纤维的相结构、颗粒形貌、尺寸大小等特性,综合探讨并评价了Si、N掺杂量和热处理温度对光催化活性的影响。内容主要分为以下三个部分：第一部分,本文以钛酸四丁酯为Ti源,γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为Si源和N源,基于改进的溶胶一凝胶法,自主研发了介孔TiO2晶体纤维的新方法,结合干法纺丝和水蒸气热处理活化特殊工艺,成功制得了具有宽频响应的的N、Si共掺杂TiO2自支撑连续纤维,该纤维的基质在900。C由具有较丰富双介孔结构的锐钛矿和金红石TiO2纳米晶构成。通过改变Y一氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)的量和水蒸气热处理温度,可以有效调控介孔Ti02纤维的晶型形貌、比表面积及孔结构。热处理温度是影响Ti02纤维光催化性能的一个重要因素。当加入KH550量一定时(Si/Ti摩尔比为0.15)时,经900℃水蒸气热处理活化后制得纤维具有最大的比表面积和孔容。在紫外光和可见光下,该纤维具有最佳的光催化活性和良好的光催化稳定性,循环使用5次后,水中染料的降解率仍保持在90%以上,这就为有效解决纳米Ti02悬浮相和固定化光催化技术所面临的实用化难题提供了新的途径。第二部分,本文以γ-氨丙基三乙氧基硅烷(K11550),γ-氨丙基三甲氧硅烷(KH551),N-氨乙乙基-γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH791)为Si源和N源,基于改进的溶胶-凝胶法,制备了具有宽频响应能力的介孔TiO伟晶体纤维,这三种纤维在900’C均由锐钛矿和金红石型TiO2纳米混晶构成。0.14BTF-900和0.15CTF-900分别在398.5eV和398.4eV存N的分峰,这两种N都属于取代N的分丰,而0.15ATF-900中N的掺杂方式诠释间隙N,有文献指出间隙N的光催化活性强于取代N,囚此0.15ATF-900具有更高的可见光光催化活性。XPS半定量结果显示0.15NIT-900N与Ti的物质的量比约为5.0%,而0.15BTF-900和0.15CTF-900分别为7.2%和12.3%。以往研究中发现适量的N掺杂有利于TiO2吸收可见光,增强其可见光光催化活性,而过量的N于掺杂导致TiO2表面氧的的缺陷增强,能提高电子和空穴的复合几率,不利于光催化活性的进行。光催化结果说明适适量的Si和N的掺杂有利于TiO2纤维对光的吸收,能够增加光催化活性。综上结果说明适量硅烷偶联剂KH550的加入能够对丁TiO2纤维掺杂改性,能够提高其催化性能,适宜于水处理光催化的实际应用。第三部分,以Si/Ti摩尔比为0.15的Si、N共掺杂TiO2晶体纤维为原材料,用1.5%的HF水溶液为表面改性剂,对该纤维进行了基于表面特征的理化改性。研究结果表明,经1.5%HF水热法和浸渍法依次处理后的纤维可以在保持其锐钛矿和金红石结晶完好的前提下,获得具有丰富双(介)孔结构,比表面积大的改性纤维。实验表明,1.5%的HF水热法可以溶解纤维中的Si成分和部分无定形的TiO2,起到扩孔、造孔的作用。较之改性前,改性后的纤维(SATF-G-H)的孔径、比面积和孔容三者同时增人；实验进一步表明,在改性纤维表面,F元索以吸附态F形式存在实验条件卜,通过简单方便且行之有效的改性处理,获得了更加有利于提高纤维吸附富集效能和光催化活性的表面织构和理化特征。在光催化实验启动前的暗吸附阶段,改性后的纤维(SATF-F-H)去除率即可达48%;可见光照射45min,X-3B的去除率高达99%以上