TiO₂薄膜具有优异的光催化和光诱导超亲水特性,在光催化降解有机物、染料敏化太阳能电池以及防雾、自清洁等领域有着广阔的应用前景。提高TiO₂薄膜对可见光的利用率,以及薄膜亲水性的稳定等便成了一个非常具有实际意义的研究课题。在TiO₂的光催化应用方面,掺杂Rh、V、Ni、Cd、Cu、Fe等金属元素或其氧化物,可使TiO₂在400nm～600nm光谱响应普遍有所增强。选用合适的金属或其氧化物,可以降低激发波长。本文把这一思路用于超亲水性研究,选择碱土金属锶（Sr）,稀土金属镧（La）和过渡金属镍（Ni）、铁（Fe）对TiO₂进行掺杂,得到一系列复合薄膜,并对这些薄膜进行表征,分析掺杂金属对TiO₂薄膜亲水性的影响。研究内容分为三部分:首先,以钛酸丁酯作为前驱物,采用溶胶-凝胶法制备出均匀透明的SrO-TiO₂、La₂O₃-TiO₂和NiO-TiO₂溶胶;其次,采用浸渍-提拉法在普通载玻片上制备出SrO-TiO₂、La₂O₃-TiO₂和NiO-TiO₂薄膜;最后,通过X射线衍射（XRD）和红外光谱（IR）等测试方法表征粉末的结构,用紫外-可见分光光度计（UV-Vis）测定薄膜的透光率,用接触角测试仪测定薄膜的接触角,评价其超亲水性。研究了热处理温度、掺杂量、光照强度和光照时间等因素对薄膜亲水性和光催化性的影响。研究结果表明:（1）X射线衍射（XRD）分析发现,掺杂适量Sr²⁺之后,SrO-TiO₂粉末中TiO₂晶粒尺寸变小。纳米SrO-TiO₂薄膜表面吸附的羟基含量增多且稳定,可提高TiO₂薄膜的超亲水特性。当掺杂量（摩尔分数）为1.0%时,SrO-TiO₂薄膜的超亲水性状态可以保持一周。经紫外光照60min后,纳米SrO-TiO₂薄膜表面与水的接触角接近于0°,完全铺展在薄膜表面,表现出良好的亲水性。（2）与纯TiO₂薄膜相比,掺杂La³⁺使TiO₂粉末的粒径变小,La₂O₃-TiO₂薄膜具有更好的光诱导超亲水性。当掺杂量为0.5%,热处理温度为500℃时,纳米La₂O₃-TiO₂薄膜在黑暗处避光放置72h后仍能表现出良好的超亲水性。掺杂La³⁺的TiO₂薄膜在可见光范围就可以有吸收,拓宽了光谱响应范围,其透光率达到70%。（3）纳米NiO-TiO₂薄膜表面与水的接触角随着镀膜层数的增加而逐渐增大。涂二层时,NiO-TiO₂薄膜表面与水的接触角增大20°;涂三层时,薄膜表面与水的接触角变化不大。经过1h紫外光照后,所有涂层的接触角均显著减小,表现出亲水性。作为对比实验,研究了紫外光照对纳米Fe₂O₃-TiO₂薄膜亲水性的影响,当掺杂量为1.5%时,超亲水性良好。（4）SrO-TiO₂薄膜和La₂O₃-TiO₂薄膜均优于TiO₂薄膜的光催化活性。经过60min紫外光照后,掺杂量为1.5%的SrO-TiO₂薄膜和掺杂量为1.0%的La₂O₃-TiO₂薄膜光催化活性较好。研究表明,与纯TiO₂薄膜相比,SrO-TiO₂和La₂O₃-TiO₂粉末中TiO₂粒径变小。经紫外光照后,掺杂量为1.0%SrO-TiO₂薄膜具有良好的超亲水性。La₂O₃-TiO₂薄膜在可见光范围就可以有吸收,拓宽了光谱响应范围。SrO-TiO₂和La₂O₃-TiO₂薄膜均优于TiO₂薄膜的光催化活性。