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TiO2光催化技术具有重要的应用前景，是国际上广泛研究的课题。鉴于大多数文献主要从化学合成的角度研究光催化过程，本文从TiO2光生载流子迁移过程功效应的角度对TiO2光催化过程作了研究，Fermi能级劈裂|Fn-Fp|和载流子迁移在光催化中起了重要作用，并通过实验验证了|Fn-Fp|的重要性，提出了几种在光催化中提高|Fn-Fp|和外回路的方法，将为提高TiO2光催化效率提供有益的新方法。 针对TiO2表面电子结构的重要性，用荧光光谱研究了TiO2的表面电子结构和电荷迁移过程。说明可以通过发射光谱的不同研究晶粒大小、光辐射、pH、Ag+、甲基橙（MO）和甲基蓝（MB）吸附对表面态的影响，可以明确地表征光生载流子表面迁移过程，而这些迁移过程对体现功效应很为关键。荧光光谱研究表明TiO2的表面态起着两种不同作用，一为表面复合中心，二为光催化反应活性中心。 以光生载流子表面态的迁移为基础，提出了光电导率法计算|Fn-Fp|和光催化反应速率常数的方法，并用于光催化机理研究。式（3.39）中n和Kconst是光催化过程中与TiO2、TiO2界面和被催化物质相关的两个重要参数，其中用n可以确定光催化反应的动力学特征，Kcons反映TiO2光生电子空穴的界面迁移特性，可以用来研究光催化机理。通过光电导率计算的|Fn-Fp|值和光催化反应速率常数有很好的对应关系，说明|Fn-Fp|是一个TiO2光催化过程中重要的热力学和动力学参数，结果表明TiO2光催化过程不仅涉及许多化学问题，而且包含了许多物理因素。 通过在TiO2中掺入N、V来调节TiO2的带隙宽度，研究了不同带隙和复合反应速率常数kf对|Fn-Fp|调控及同光催化效率的关系，同时也对N、V掺杂TiO2的结构进行了分析。还研究了入射光强、|Fn-Fp|和光催化效率的关系作了研究，实验结果佐证了|Fn-Fp|是光催化过程非常重要的特征参数。 以TiO2导带丰富亚结构为基础的双光子过程是一种在TiO2光催化中利用可见光的方法，这是一种不同于掺杂的新方法。初步研究表明，TiO2薄膜的双光子过程可以提高液相光催化活性大约21％，而粉体的双光子催化过程可提高气相光催化效率大约24％。机理分析表明TiO2在紫外光吸收跃迁下产生的位于t2g*光生电子的d-d跃迁在该过程中起了重要的作用。 对溅射法制备TiO2薄膜在开路、短路和正置偏压下的液相光催化过程进行了研究。相对于开路催化过程，短路和正置偏压情况下能很大程度提