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TiO2,作为一种N型半导体,因其独特的电子和光学特性,在光催化、光致/电致变色、传感器、太阳能电池、自清洁玻璃等领域有广阔的应用前景。在光催化领域中,二氧化钛以其生物化学惰性、无毒、化学稳定性等特点,被广泛应用于降解各种污染物及净化环境。介孔TiO2,由于具有较高的比表面积、发达的孔道结构等特点,更适用于催化领域。但纯的TiO2的光催化性能不足以满足工业化应用,因此各国研究者对TiO2基材料进行了改性研究,以改善其光催化性能。本文主要以软模板与硬模板方法合成大比表面积的介孔TiO2材料,以金属离子掺杂对介孔TiO2材料进行改性,对介孔TiO2材料光催化的性能与相关理论机制进行了系统研究,为TiO2基材料作为光催化剂在实际生产中的应用打下了基础。本文主要研究内容如下：1.使用软模板法,以P123为模板剂、钛酸四丁酯为钛的前驱体、磷酸钨为钨的前驱体合成介孔TiO2和W掺杂TiO2。研究焙烧温度对TiO2的晶型和介孔结构的影响,确定合适的焙烧温度为550℃,制备的TiO2具有良好的锐钛矿型和蠕虫状的介孔结构,温度过高产生金红石相并且孔道发生坍塌。通过XRD、SEM、TEM、UV-vis等表征手段对其结构和光催化性能进行分析,实验表明,W的掺杂引入了新的杂质能级,减小了光生电子-空穴的复合几率,从而改善介孔TiO2的光催化性能,5% W-TiO2光催化活性最高,70 min可以降解约80%的亚甲基蓝。2.使用硬模板法,以SBA-15作为模板剂合成介孔TiO2和W掺杂TiO2。研究表明,氢氧化钛合成的钛盐与HCl、HNO3两种不同的酸分别反应可分别得到锐钛矿型TiO2、金红石型TiO2。通过XRD、SEM、TEM、BET、XPS、UV-vis等表征手段对材料的微观结构进行了分析研究。与软模板法相比,硬模板法制备的介孔TiO2的孔道结构更为有序,制备出的5% W-TiO2样品70 min可以降解约95%的亚甲基蓝,比软模板法制各出的样品光催化效率高,说明介孔孔道结构越有序,越有利于光催化。3.以SBA-15为模板、乙酸锰为锰源合成了不同Mn掺杂量的介孔TiO2。通过各种表征手段和光催化降解亚甲基蓝测试,表明介孔Mn掺杂Ti02材料具有良好的孔道结构,Mn离子进入Ti02晶格,替代了Ti离子,对Ti02的晶格结构和化学态造成了影响,减小了光生电子-空穴复合几率,将其光响应区间移至可见光区,并且在可见光下有较强的光吸收系数,Mn的掺杂显著提高了Ti02的光催化活性。