通过内部条件的优化，制备高活性的TiO2光催化剂有那些途径？ 除晶体结构（晶型、晶格缺陷，晶面）对TiO2光催化活性有重要影响外，要制备出高活性的TiO2光催化剂就不可忽视表面积、表面羟基及混晶效应等的重要影响。 这些内部条件的优化可以靠恰当的制备方法来实现，是提高TiO2光催化活性的第一条途径。 （1）表面积光催化反应是由光生电子与空穴引起的氧化还原反应，在晶格缺陷等其它因素相同时，表面积大则吸附量大，活性高。 但是如果对催化剂的热处理不充分，具有大表面积的TiO2往往也存在更多的复合中心。 当复合过程起主要作用时，就会出现活性降低的情况。 （2）表面羟基表面羟基对光催化剂活性有双重作用，即它在俘获空穴以形成氧化活性物种的同时，也可能成为载流子的复合中心，降低反应活性。 热处理能通过改变羟基含量影响催化剂的表面电荷零点，从而使离子型反应物质在催化剂表面的吸附性能不同。 （3）混晶效应有关混晶效应能提高TiO2光催化活性的报道不少，但是大多数涉及的是锐钛矿和金红石型二氧化钛，有关板钛矿的引入研究极少。 由第一部分的分析可见板钛矿的研究应该有一定意义。 提高TiO2光催化活性的第二条途径主要是对其进行表面修饰。 如贵金属沉积、过渡金属掺杂、复合半导体、表面光敏化，表面螯合及衍生作用等。 （1）贵金属沉积催化剂表面沉积贵金属可以提高光催化效率的现象最早是在Pt/TiO2光催化分解水的实验中观察到的[25]。 在TiO2表面沉积适量的贵金属有两个作用：有利于光生电子和空穴的有效分离以及降低还原反应的超电压，从而大大提高催化剂的活性。 目前，研究较多的为Pt的沉积，其他贵金属如Ag、Au、Pd等共沉积修饰的也有报道。 （2）过渡金属离子掺杂过渡金属元素存在多化合价，在TiO2中掺杂少量过渡金属离子，可使其成为光生电子-空穴对的浅势捕获阱，延长电子与空穴的复合时间，从而提高TiO2的光催化活性。 而且，由于多种过渡金属离子具有比TiO2更宽的吸收范围，故可更有效地利用太阳能。 研究表明掺杂离子电位以及掺杂离子的浓度都影响掺杂效果。 Choi研究了21种金属离子对量子化TiO2粒子的掺杂效果，结果表明0.1%～0.5%的Fe3+、Mo5+、Ru3+、Os3+、Re5+、V4+和Rh3+的掺杂能促进光催化反应，掺杂Co3+及Al3+有碍反应的进行，而具有饱和电子构型（如Li+，Mg2+，Zn2+等）的掺杂剂对光催化反应活性无影响。 另外，许多金属离子如Fe3+等在H2O2存在下具有Fenton效应[36]，人们尝试将TiO2与其联合起来，构成TiO2/Fe3+/H2O2光催化体系来降解水中有机污染物[8]。 实验结果表明，联合体系对有机物的降解速率比TiO2和Fe3+/H2O2两者各自的催化反应速率都快。 陆诚[37]等利用双组分过渡金属离子掺杂也取得较好效果。 ⑶复合半导体复合半导体可分为半导体-绝缘体及半导体-半导体复合。 复合半导体光催化活性的提高可归因于不同能级半导体之间光生载流子的运输与分离。 带隙能大的半导体与带隙能较小的半导体复合，不仅将光响应扩展到可见光，而且将电子与空穴聚集在不同的颗粒而将电荷分离，故复合半导体几乎都表现出高于单一半导体的光催化活性。 目前,已经研究过的复合半导体体系有Cd/TiO2，SnO2/TiO2，ZnO/TiO2，PbO/TiO2等，但是对复合半导体光催化机理的了解还不透彻，仍需进一步研究。 ⑷表面光敏化将光活性的有机染料化学吸附或物理吸附于光催化剂表面，从而扩大激发波长范围，增加光催化反应的效率，这个过程称为催化剂表面光敏化作用。 目前，有机染料的敏化主要应用于光电池的研制和光催化还原，而在催化氧化有机污染物方面的研究少见报道。 常用的光敏化剂有硫堇，Ru(byp)32+，荧光素衍生物等。 容易吸附在半导体表面上而且与半导体的导带能级相匹配的染料才能有效地发挥表面光敏化作用。 ⑸表面螯合及衍生作用表面衍生作用及金属氧化物在表面的螯合作用也能影响光催化的活性。 Vchihana等报道，含硫化合物、OH-、EDTA等螯合剂能影响一些半导体的能带位置。 在非水溶液中氧化2-甲基苯乙烯时，正辛基衍生的TiO2光催化效率比Pt/TiO2体系高2.3倍。 另外，TiO2与粘土交联也被应用于光催化反应。
