纳米TiO₂光催化剂在常温、常压下能够将一些毒性大、生物难降解的有机污染物彻底氧化为H₂O、CO₂等小分子，而且由于光催化活性高、化学性质稳定、价格低廉而被广泛研究和应用。但是，纳米TiO₂溶胶在制备和负载过程中通常需要高温煅烧，而且在实际应用过程中还存在光响应波长短等问题，这就极大地限制了其广泛应用。本论文主要针对以上两个问题进行了如下研究：首先，以TiCl₄为原料，硝酸为反应介质，在低于100℃条件下制得锐钛矿型纳米TiO₂溶胶和掺磷TiO₂溶胶，并考察了各种因素对TiO₂溶胶结构和性能的影响，采用正交试验法确定了锐钛矿型纳米TiO₂溶胶的最佳制备条件，探讨了锐钛矿型TiO₂的形成机理。分别利用XRD、TEM、UV-vis和FT-IR对TiO₂溶胶进行微观结构表征，发现：TiO₂溶胶和掺磷TiO₂溶胶均呈锐钛矿晶型，颗粒粒径小于10nm，后者的结晶度更高且分散更均匀；磷酸的加入使得TiO₂的吸收带边发生了不同程度的蓝移，掺磷TiO₂在紫外光区的吸光度明显升高。第二，对上述溶胶进行稳定性能表征，发现：TiO₂溶胶和掺磷TiO₂溶胶显酸性，加水稀释任意倍数不会出现沉淀，在酸性介质中可以长时间存在不会出现沉淀，但是遇碱马上发生沉淀。分别用TiO₂溶胶、掺磷TiO₂溶胶和玻璃弹簧负载TiO₂薄膜、掺磷TiO₂薄膜对染料溶液进行光催化降解实验进行光催化性能表征，发现：掺磷TiO₂溶胶和薄膜分别比TiO₂溶胶和薄膜具有更高的光催化性能，且镀4层膜较其他层数膜光催化性更强；随着镀膜温度的升高，TiO₂薄膜和掺磷TiO₂薄膜，光催化能力都有所降低，但是薄膜在玻璃弹簧上的附着力却随显著提高了，有利于长时间的反复使用。第三，以TiCl₄为原料，过氧化氢为反应介质，在低于100℃条件下制得锐钛矿型纳米TiO₂溶胶和掺磷TiO₂溶胶，并考察了各种因素对TiO₂溶胶结构和性能的影响，探讨了锐钛矿型TiO₂的形成机理。通过对TiO₂溶胶进行微观结构表征，发现：TiO₂溶胶和掺磷TiO₂溶胶均呈锐钛矿晶型，颗粒呈梭形，分散性较好，后者的结晶度更高；两者在可见光区均有较大的光吸收，最大吸收波长为550nm，磷的加入使得TiO₂的禁带宽度变大。第四，对溶胶进行稳定性能表征，发现：TiO₂溶胶显中性，掺磷TiO₂溶胶显弱酸性，加水稀释任意倍数不会出现沉淀，并可长时间保存，但是在酸性和碱性介质中会立即出现沉淀。通过对染料溶液和难降解的苯酚溶液进行光催化降解实验对两类TiO₂溶胶和薄膜进行了光催化性能表征，发现：TiO₂溶胶和薄膜具有很高的光催化性能，相比之下，掺磷TiO₂溶胶和薄膜光催化性能更高，且镀3层膜光催化能力最强。通过对玻璃弹簧负载TiO₂薄膜进行粘结性能表征，发现：随着镀膜温度的升高，TiO₂薄膜和掺磷TiO₂薄膜，光催化能力都有所降低，但是薄膜在玻璃弹簧上的附着力却随显著提高了，尤其是600℃玻璃弹簧负载掺磷TiO₂薄膜经过360min超声振荡后仍然有很好的光催化能力，有利于长时间的反复使用。