1.1引言 现代工业化的快速发展，一方面带来的是经济的飞速发展和生活的安逸，另一方面也带来了环境的污染，工业废水，汽车尾气，生活垃圾，有害化学品等等污染源让环境变得越来越糟糕，同时能源的限度和较低的利用率也使得能源方面也存在问题，解决环境污染和能源利用率成为了世界各国关注的焦点，当前有很多治理污染的方法，光催化法因其绿色环保和可重复利用得以广泛应用，纳米TiO2就是光催化法的绝佳材料，在污染治理和能源利用方面展现了良好的优势[1]，例如印染工业中大量废水污染物随意排放到河流湖泊中，对环境造成很大危害，人们想出很多应对的方法，包括化学沉淀法，萃取法，絮凝法，多孔复合材料吸附法和膜分离法等，而具有使用方便，可操作性强，去除效果明显等优点的多孔复合材料吸附法得以被广泛应用于废水处理。

1.2 复合材料的概述和应用 1.2.1 SiO2-TiO2复合材料的简介及特性 二氧化钛是一种重要的无机功能材料，具有压敏，气敏，吸附和光催化等功能，纳米TiO2具有化学性质稳定，分散性能好，表面原子活性高，比表面积大，吸附能力强，粒径小，来源广，清洁无毒，热导性好等优点[12][15]，被广泛应用于光催化，半导体，离子吸附和染料降解等领域。

二氧化钛主要有锐钛矿和金红石两种晶型结构，其中只有锐钛矿型结构的二氧化钛具有良好的光催化活性，尤其是当颗粒尺寸到达纳米级别，呈现出特殊的催化活性，在环境污染治理和能源利用方面具有广阔应用前景[12]，纳米二氧化钛随着粒径的减小，表面积，表面原子数，表面能和表面结合能都迅速增大，由于TiO2表面原子周围缺少相邻的原子，具有不饱和性，因而较易于其他原子相结合而稳定下来，具有很好的化学活性，也对许多金属离子具有很强的吸附能力，同样是痕量元素较为理想的分离富集材料[15]。

同时二氧化钛在应用过程中出现电子和空穴容易复合的问题，禁带较宽和催化效率低等缺点，因此对二氧化钛进行改性研究是必要的，可以采用金属离子，非金属离子和共掺杂等方式，用SiO2对TiO2进行掺杂改性，可以提高其比表面积，促进生成锐钛矿型结构，提高吸附和光催化性能，具有良好的应用前景[10]。

纳米二氧化钛在PH4.0的时候对铂的吸附率可达96%以上，对As的吸附率可达99%以上，该研究对于含Pt和As等痕量元素废水的处理以及痕量元素的分离分析具有一定的应用价值[15]。

1.2.2 纳米TiO2材料的应用 （1）纳米二氧化钛在太阳能电池方面的应用[1][12] 太阳能电池又称”光电池”，是通过光电效应或者光化学效应直接将光能转化为电能的一种装置，太阳能是一种天然环保的清洁能源，太阳能电池具有原料丰富，制作工艺简单，原材料无毒无害，可回收利用等优点，对于环境保护具有重要意义。

TiO2是一种很优秀的太阳能电池材料，与此同时禁带较宽会影响光电转化效应，可在二氧化钛电极表面添加贵金属离子，复合窄禁带宽度的半导体材料，有机染料的敏化，过渡金属配合物的修饰等提高TiO2的光电转化效率。

（2）纳米二氧化钛在污水处理方面的应用[1][12] 随着经济的发展，人们面临的生活污染越来越严重，工业废水，农业污水等让水体变得越来越浑浊，解决水体污染成为世界各国一个重要的难题，二氧化钛及其复合物具有无选择性降解，降解速率快，氧化降解的条件温和并且几乎可以降解所有的有机染料等优势，与其他光催化材料相比，具有无毒无害，可再生利用，价格便宜等优势，而被公认为是有效处理难降解污染物的材料。

（3）纳米TiO2在气体处理方面的应用[1][12] 生活水平的提高往往是以环境污染为代价，空调的普及，煤炭发电，汽车尾气，工厂废气等空气污染导致大量呼吸道和肺相关疾病的发生，严重影响了人们的出行和健康，也导致了气候变暖，臭氧空洞和冰山融化等环境问题。

传统的空气净化处理方法有活性炭吸附，生物处理等，但一般都是见效慢，成本高。