文献综述
20世纪70年代，光催化技术诞生[1,2]，光催化反应已经在废水处理方面卓见成效。光催化氧化具有很强的氧化能力，在环境污染物治理方面展现了巨大的应用潜力，是近年来国内外关注的研究热点之一，并以二氧化钛（TiO2）光催化材料作为环境污染物的降解材料代表[3,4]。TiO2具有光催化性能好、化学性质稳定、毒性低、价格低廉等优点，由于TiO2半导体在可见光条件下具有优良的污染物光催化降解特性及电学、热学、化学稳定性等[5,6]，所以TiO2光催化材料在催化剂领域的研究越来越热，业已成为重要的无机功能材料[7,8]。但是TiO2半导体具有如下缺点：TiO2是一种锐钛矿材料，其Eg=3.2 ev，对应波长为380 nm，这种宽带隙特性决定了TiO2对紫外光有响应，而对太阳光能量利用效率非常低。另外，光生电子—空穴对寿命短、光催化过程量子效率低等，也是TiO2半导体的致命缺点[9,10]。
为此，拓宽TiO2光响应范围和提高光催化量子效率的研究，成为了纳米TiO2光催化材料改性的热点[11]。拓宽TiO2光响应范围的手段有：掺杂、表面沉积和有机敏化等[12]，其中掺杂又可分为金属掺杂和非金属掺杂。
其中，国内外对于TiO2金属掺杂方面的研究比较丰富，但是对于MOF材料的研究比较少见。金属-有机骨架材料( metal-organic frameworks，MOFs)[13]是近年来兴起的一类多孔材料，它具有比表面积高、孔隙率可调，吸附容量大等特点，是一种极有前景的气体捕集分离和存储材料[14,15,16]。由于Ni具有开放的金属点位，以Ni为金属中心的MOF材料，与气体具有很好的结合效果，使Ni-MOF材料对气体的吸附效果比许多金属-有机骨架材料的吸附效果好[17]。
用浸渍法和溶胶-凝胶法等可以制备二元和多元复合半导体[17,18]。当两个能级不同的半导体材料复合后，通过不同组分间的接触，光生电子会迅速注入能量较低的导带，减少光生载流子的复合率，还可以将宽带隙的 TiO2光响应区扩展到可见光区，从而更有效地利用太阳光和增加光稳定性[19]。MIRGHANI等[20,21]通过改进的溶胶-凝胶法制备出 WO3-TiO2纳米复合光催化剂，用于Pb2 还原。
本课题从Ni-MOF材料与TiO2复合入手，通过合成的Ni-MOF材料与TiO2复合来克服其对紫外光的依赖，拓展TiO2光催化剂对太阳光的光谱响应范围，提高太阳能的利用率，并探讨掺杂改性对纳米TiO2的光催化活性的作用机制。首先采用溶胶凝胶法制备中空TiO2纳米球，以Ni离子，配位离子形成配合物后与TiO2纳米球复合，研究掺杂量、催化剂用量等对底物甲基橙溶液的催化性能，确定最佳工艺条件。
参考文献：
[1] Xia HC,ZhangJ N,YangZ,etal.2D MOF Nanoake-Assembled Spherical Microstructures for Enhanced Supercapacitor and Electrocatalysis Performances[J].Nano-Micro Lett，2017，43：12-28.
[2[2] 李娜.金属元素掺杂TiO2纳米管的研究进展[J].化工新型材料，2016(12):10-12.
[3] Hiremath V，MonicaLouiseJeong.Eutectic mixture promoted CO2 sorption on MgO-TiO2 composite at elevated temperature[J].ScienceDirect 2018，81:20-56.
