介孔TiO2由于具有比表面积高、使用稳定及光催化活性高等优点,使其成为光催化领域研究热点之一。但在实际应用中仍存在一些问题,如光生电子-空穴易复合和能带结构造成的太阳能利用率低等。为提高介孔TiO2的光催化性能,本文主要采用高温水相挥发诱导自组装(HW-EISA)法制备出过渡金属元素(Zn、Ni、Cu、Co)掺杂的介孔TiO2,并探究过渡族金属元素掺杂种类和掺杂量对介孔TiO2的光催化性能的影响,研究结果如下:(1)论文第一部分采用HW-EISA法,以化学性质较为稳定的硫酸氧钛、二水乙酸锌为前驱体,三嵌段共聚物P123为模板剂制备Zn掺杂介孔TiO2。实验结果表明:掺杂量的不同对制备的Zn掺杂介孔TiO2的介孔结构、相组成及光催化性能具有重要影响。样品Zn0.045-mTiO2@550具有较好的三维互联的网状介孔结构,比表面积可达150 m2·g-1,同时,Zn的加入促进样品中金红石相的形成(含量高达35.7%)。Zn掺杂后会使介孔TiO2中的表面羟基含量升高。光催化结果表明,高比表面积、较小的晶粒尺寸、锐钛矿/金红石的混晶结构和适量表面羟基的协同作用有利于提高介孔TiO2的光催化活性。(2)论文第二部分同样基于HW-EISA法,以硫酸氧钛为钛源,四水乙酸镍、一水乙酸铜和四水乙酸钴为对应过渡元素的前驱体,P123为模板剂,制备过渡金属掺杂的介孔TiO2。研究结果表明:Ni掺杂可使孔径和孔体积增加,但是对于样品比表面积影响不大。而Cu、Co的加入虽然也可使孔径和孔体积增加,但会使样品的比表面积显著减小。Ni、Cu和Co的掺杂均可促进样品中锐钛矿相TiO2向金红石相TiO2的转变。样品Ni0.09-mTiO2@550,由于具有较大的比表面积(149 m2·g-1),较小的晶粒尺寸(WA=7.2 nm、WR=7.2 nm),较为合理的锐钛矿/金红石混晶结构,使其具有较好光催化性能。对比Ni、Cu、Co掺杂的介孔TiO2的光催化性能可以看出,适量Ni掺杂使介孔TiO2的光催化性能升高,Cu、Co掺杂会使其的光催化性能降低。(3)论文第三部分采用喷雾干燥法制备球形Zn掺杂介孔TiO2。通过控制进料温度和进料速度,制备出球形度较好的Zn掺杂介孔TiO2样品。