前言：在以往的工业生产当中，催化剂的应用会对环境本身造成一定的污染。光催化技术的出现和应用，既减轻了工业催化生产对环境造成的污染，也能够对缓解能源紧张起到一定的作用。光催化技术主要是以半导体材料为基础的，二氧化钛半导体材料拥有的较多优势，使得其在光催化技术中得到了较多的应用。对新型二氧化钛基光催化材料进行分析，能够有效促进光催化技术水平的提高。

一、二氧化钛晶面控制

（一）微米级晶面材料

晶面是影响催化材料性能的一个重要因素，晶体本身存在的各向异性会对催化活性产生一定的影响，要想提高光催化剂的性能，就要做好晶面的调控。二氧化钛作为最常见的应用于工业生产中的催化材料，需要对其进行晶面控制，才能够更好的实现光催化技术的作用^[1]。微米级晶面材料主要是以离子液体作为微波能量来制作二氧化钛晶体的，这种制作晶体的方式不仅能够提高二氧化钛的结晶度，还能够缩短反应的时间，提高二氧化钛催化剂的制作效率。

（二）纳米级晶面材料

与微米级晶体材料相比，纳米级晶面材料因为拥有更大的表面积，以这种晶体材料制作的二氧化钛催化剂也拥有更高的活性。在对晶面材料进行制作时，最需要考虑的问题就是如何发挥活性晶面在二氧化钛纳米晶中的作用，而要想实现这一目标，就需要对钛源和晶面生长控制体系进行调整^[2]。在对纳米级的晶面材料进行研究时，以油酸和油胺两种物质作为合成二氧化钛纳米晶的辅助表面活性剂，不仅能够有效控制水解的速率和晶面生长的方向，还能够以此来调控所得产物的形貌。

（三）多等级结构晶面材料

与单一等级结构的晶面材料相比，多等级结构的晶面材料不仅能够对三维的纳米结构性能进行优化，还能够有效提高二氧化钛晶面材料的性能。将离子液体作为化学蚀刻剂，通过对二氧化钛空心球的深加工，能够得到多等级的纳米材料。而这种纳米材料在实际应用中不仅拥有较高的光催化活性，还能够弥补现有的二氧化钛材料的应用缺陷和不足。

二、新型二氧化钛基光催化材料的具体分析

新型二氧化钛基光催化材料的研究，是基于现阶段环境保护对工业生产提出的要求而开展的。由于二氧化钛本身是光催化材料的重要组成部分，对新型二氧化钛基光催化材料进行研究，需要以二氧化钛催化剂为基础。在对新型二氧化钛基光催化材料进行分析时，主要可以从以下几个方面入手：

（一）等离子体二氧化钛光催化剂

1.金属纳米颗粒修饰的二氧化钛

金属的表面和内部拥有较多的自由电子，这些电子在运动中会逐渐形成自由电子气团，这种气团也被称为等离子体。在对等离子体二氧化钛光催化剂进行研究时，最需要考虑的就是金属纳米结构中的这些自由电子气团的振动频率。而由于自由电子气团的振动与电子的密度、有效质量以及电荷的分布状况等因素都有着一定的关系，因而要想保证等离子体二氧化钛光催化剂的性能，在对金属纳米颗粒修饰的二氧化钛进行研究时，就要注重调节金属纳米颗粒的尺寸和形状。对等离子体二氧化钛光催化剂进行研究，为可见光催化剂的研究提供了一条新的途径。基于提高光催化剂性能的前提，在对金属纳米颗粒修饰的二氧化钛进行研究时，不仅需要考虑到不同金属的电子传导能力，还要验证不同金属颗粒是否会对光解水制氢的速率产生影响。

2.核壳结构

核壳结构能够在应用中显现出一定的物理和化学特性，这些特性使得该结构能够在催化材料中发挥重要的作用。在对等离子体二氧化钛光催化剂进行研究时，应用这种核壳结构，对于提高催化剂的催化效率、得到更好的催化效果具有重要的作用。由于等离子体二氧化钛光催化剂从本质上来说是一种可见光催化剂，因而在对核壳结构进行研究时，也要重点考虑这一方面的问题。针对金属颗粒以及二氧化钛的协同作用，以金属离子作为二氧化钛核壳结构的核，不仅能够提高传输电子的效率，还能够对提高金属粒子的活性和持久性，对防止催化剂在应用中产生泄露问题具有重要的作用。

（二）石墨烯/二氧化钛复合纳米材料

1.传统的石墨烯/二氧化钛复合材料合成方法

石墨烯/半导体复合材料是现阶段一种新型的光催化剂，石墨烯本身拥有较好的导电性以及共轭双键，这种催化剂在实际应用中不仅能够减少对环境的污染，还能够有效缓解能源紧张的问题。二氧化钛作为半导体材料的一种，是光催化剂的重要原料。传统的石墨烯/二氧化钛复合材料主要应用的是溶胶-凝胶法，这种方法在应用中能够充分发挥石墨烯的优势特点，也证实了石墨烯在光催化剂领域的应用效果。

2.自组装技术合成石墨烯/二氧化钛复合材料

自组装技术合成石墨烯/二氧化钛复合材料是以纳米材料为基础的，借助自组装技术对纳米尺度上的结构进行构建，不仅能够保证复合材料的性能，还能够充分发挥纳米材料的优势。二氧化钛/石墨烯气凝胶就是通过这种自组装技术制作出来的，在具体的实验中，这种气凝胶材料不仅展现了良好的性能，还能够对光催化剂的生产和研发起到一定的促进作用。除此之外，将CTAC这种表面活性剂作为复合材料的辅助剂，将纳米颗粒中的胶体粒子与带负电的石墨烯纳米片进行组装，能够实现3D介孔的二氧化钛/石墨烯纳米材料的制作。由此可见，自组装技术合成的石墨烯/二氧化钛复合材料，能够成为众多纳米材料和光催化剂研发的基础材料。

（三）新型二氧化钛基光催化材料的研究方向

以半导体材料为主的光催化剂，在实际应用中能够利用太阳能来实现催化作用。与其他的催化剂相比，这种催化剂在应用中对环境产生的影响较小，因而具有良好的发展前景。新型二氧化钛基光催化材料是现阶段光催化剂研发的主要内容，在对其进行研发时，一方面要注重对简易无毒制备方式的研发，另一方面也要对容易影响二氧化钛晶面结构和形貌特征的工艺参数进行优化调整。

结论：综上所述，新型二氧化钛基光催化材料具有广阔的发展前景。近年来，国家对环境污染和能源紧张问题的关注以及人们环境保护意识的提高，对工业生产提出了更高的发展要求。新型二氧化钛基光催化材料在工业催化生产中的应用，不仅符合当前社会对于环境保护的要求，还能够有效提高催化剂和工业生产的技术水平，对促进我国工业质量和效率的提高，减少环境污染具有重要的作用。

参考文献：

[1]江南. 多形貌及改性二氧化钛光催化材料的制备与性能研究[D].齐鲁工业大学,2020.

[2]杜艺杰. 二氧化钛基光催化剂的时间分辨光谱与动力学研究[D].中国科学院大学(中国科学院物理研究所),2020.