TiO2空心球由于具有比较大的比表面积、密度低、稳定性和过滤性好等特性。其中空心部分能够容纳大量的客体分子或大尺寸的客体，从而产生一些奇特的基于微观“包裹”效应的性质，逐渐成为光催化领域研究的热点。

孙奉玉等[17]研究了纳米Ti02的制备条件与其晶粒尺寸和相构的关系，探讨了Ti02纳米尺寸效应对其光催化活性的影响，发现当晶粒尺寸小于16nm时，二氧化钛半导体具有明显的尺寸量子效应，尺寸量子效应对提高Ti02光催化降解苯化活性起到了极为重要的作用。文献综述

光催化反应的原理是利用光激发半导体催化剂，在其表面形成激发电子-空穴对作为还原-氧化体系。在水溶液（如工业污水）中，溶解的O2及H2O与电子及空穴发生作用，最终产生具有高度活性的·OH，·OH是氧化性极强的物质，对水中污染物几乎无选择性，能将水中的有机物部分或完全氧化[18]。半导体的光催化活性主要取决于导带与价带的氧化-还原电位，价带的氧化-还原电位越正，导带的氧化-还原电位越负，则光生电子和空穴的氧化能力就越强，从而使光催化降解有机物的效率大大提高。

1.3  TiO2的制备方法

二氧化钛的制备方法有很多种，包括 TiCl4氢氧火焰法[19]、四氯化钛气相氧化法[20]、水热法[21]、溶胶—凝胶法[22-23]、激光诱导化学气相沉积法[24]、硫酸氧钛水解法[25]、喷雾热解法[26]和微乳法[27]等。TiO2空心球的制备方法最常用的是模板法。模板法制备的基本原理是：以气腔、液滴、胶粒或者空壳为模板，通过相变、吸附、凝聚、沉淀等物理化学过程或自主装过程，将二氧化钛包覆在离子表面或者空壳内表面上，然后除去模板从而得到二氧化钛空心球。[28-30]

胶状碳球通常被选作为模板材料，其具有很多独有的特点:(1)它是绿色材料，无污染;(2)碳球的尺寸可以通过调节反应时间、温度和反应物浓度来控制;(3)不需要表面修饰;(4)制备过程不需要加入有机溶剂。

米远祝[31]等成功通过水热法在不锈钢高压釜中合成具有规则和完美的形状，高的产率和较窄的粒径分布的碳微球。在这个过程中，以葡萄糖水溶液为原料，500℃温度下反应12h为最优的反应条件以获得的碳微球的直径为1至2微米。

张高文等[32]以分散聚合法制得的单分散阳离子聚苯乙烯(PS)微球为模板,钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法在模板表面包覆TiO2壳层,并在不同煅烧温度下制备了晶相结构不同的微米级中空TiO2微球。对样品的微观结构、相态组成及光催化性能进行了表征，结果表明TiO2中空微球平均粒径达到1.23μm,壳层厚度约为30nm;随着煅烧温度增加,锐钛矿晶粒尺寸会增加,并在700℃时出现混晶结构;在500℃煅烧得到的TiO2中空微球对甲基橙(MO)降解表现出比P25更好的光催化性能及光催化稳定性。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

本文以钛酸丁酯为前驱体，碳纳米球为模板，通过溶胶-凝胶法将由前驱体水解生成的二氧化钛包覆到碳纳米球表面，然后高温灼烧除去碳球得到二氧化钛中空微球。

1.4  本文特色、研究内容及研究方案

1.4.1 本文特色

以葡萄糖为原料通过水热法制备的碳球作为模板，碳球模板的制备过程简单方便；此外模板可通过热处理的办法完全除去，对环境无污染，方法简单易行。

1.4.2 研究内容

以钛酸丁酯为前驱体，以碳球作为模板，通过简单的水热法合成纳米级TiO2壳层，通过高温灼烧除去碳模板后得到二氧化钛纳米中空微球，通过其降解甲基橙溶液的效果来衡量所制备纳米中空微球的光催化活性，并对所制备的样品进行TEM、XRD表征。