1、近些年來，二氧化鈦(TiO2)以其良好的化學(xué)穩(wěn)定性，出色的光催化性能，成本低廉，無毒無害等眾多優(yōu)點(diǎn)，吸引了科研工作者廣泛的關(guān)注。但是由于其較高的禁帶寬度(3.2eV)，導(dǎo)致TiO2無法對可見光進(jìn)行響應(yīng)，只能吸收部分紫外光線，這僅僅是太陽光很小的一部分，大大限制了TiO2的實(shí)際應(yīng)用。為了使TiO2更有效地利用太陽光，改善其可見光光催化性能，科研工作者們嘗試了許多化學(xué)方法來增強(qiáng)二氧化鈦對可見光的響應(yīng)，比如非金屬摻雜，金屬摻雜，染料敏化和半導(dǎo)

2、體耦合等。除了化學(xué)方法，很多物理方法，如對TiO2結(jié)構(gòu)和形態(tài)進(jìn)行修飾，也被引入到TiO2光催化材料的制備中用來增加其對光的吸收。為了更進(jìn)一步地提高TiO2光催化劑的效率，科研工作者嘗試在TiO2光催化劑材料制備過程中將化學(xué)方法和物理方法結(jié)合起來，通過兩種方法的協(xié)同作用使TiO2光催化性能有更進(jìn)一步地提高。
　　本文以制備多級(jí)有序二氧化鈦光催化材料為目的，主要開展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　第一，合成了三種單分散亞微米小球，利

3、用無皂乳液聚合制備了單分散的聚苯乙烯(PS)微球和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球，利用Stober法制備了單分散的二氧化硅(SiO2)微球。并通過這三種微球制備了有序的光子晶體模板，為我們之后制備多級(jí)有序二氧化鈦光催化材料奠定了基礎(chǔ)。
　　第二，利用一步共自組裝法得到了黏附性好，大面積裂痕較少，有序的氮摻雜TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)薄膜。二（2-羥基丙酸）二氫氧化二銨合鈦(TiBALDH)可同時(shí)作為鈦源和氮源，省去了需要分別在前驅(qū)液中

4、加入兩種物質(zhì)的麻煩。在鈦源用量為1.5g時(shí)得到了沒有表面的覆蓋，大面積有序，裂痕較少的薄膜。在400℃下煅燒1h的氮摻雜TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)薄膜有著最佳的可見光光催化性能，這是由于獨(dú)特的反蛋白石結(jié)構(gòu)和氮摻雜效應(yīng)引起的。這種新穎的氮摻雜薄膜在環(huán)境凈化，光解水和染料敏化電池等方面有著巨大的潛力。
　　第三，用雙重模板法制備了多級(jí)有序TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)材料。雙重模板即PMMA微球有序陣列（硬模板）和P123（軟模板），最后通過溶膠-凝

5、膠法得到了多級(jí)有序TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)材料，相比原始的PMMA微球直徑，最終得到的TiO2大孔直徑收縮了約33％。并成功制備了多級(jí)有序氮摻雜TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)材料。對比商業(yè)化P25，氮摻雜TiO2粉末，未摻雜TiO2介孔反蛋白石結(jié)構(gòu)材料，氮摻雜TiO2介孔反蛋白石結(jié)構(gòu)材料，氮摻雜TiO2反蛋白石結(jié)構(gòu)材料這五種樣品的可見光光催化性能，證明了氮摻雜效應(yīng)，反蛋白石結(jié)構(gòu)和有序介孔結(jié)構(gòu)對光催化性能有著全面的促進(jìn)作用。
　　第四，用兩步模板

6、法合成了多級(jí)有序TiO2蛋白石結(jié)構(gòu)材料。即首先制備三維有序的二氧化硅微球陣列，用來作為初始模板繼續(xù)合成PMMA反蛋白石結(jié)構(gòu)模板，然后利用溶膠-凝膠法得到了多級(jí)有序TiO2蛋白石結(jié)構(gòu)材料，相比原始的SiO2微球直徑，最終的得到TiO2微球直徑收縮了約40％。并且成功在前驅(qū)液中加入氮源，制備了多級(jí)有序氮摻雜TiO2蛋白石結(jié)構(gòu)材料。由于擁有氮摻雜效應(yīng)，蛋白石結(jié)構(gòu)和有序介孔結(jié)構(gòu)，該材料展示出了良好的可見光光催化性能。這種有序氮摻雜TiO2蛋白石