光催化技术是自20世纪70年代逐步发展起来的一门新兴的高级氧化技术，它利用光催化剂在光照下产生的光生电子的还原性能和光生空穴的氧化性能，可有效的分解各种污染物，在环境治理和环保材料的应用等领域具有广阔的应用前景。光催化技术的核心是光催化剂，提高光催化剂的催化活性是光催化技术应用的关键。本文通过对Ni掺杂TiO2和Cu2O/TiO2复合薄膜的光电性能和光催化活性的研究，探讨了半导体金属离子掺杂形成缓变结和半导体复合形成突变结对催化剂光催化活性增强的机理，为高性能的光催化剂开发及光催化技术的应用提供理论基础。
　　 本文采用溶胶—凝胶法通过分步控制工艺制备了镍离子掺杂的TiO2薄膜以及Cu2O/TiO2的复合薄膜。通过电化学工作站表征了薄膜的光电化学性能：通过UV-Vis分光光度计表征了薄膜的光吸收性能；通过甲基橙溶液的光催化降解率表征了薄膜的光催化活性。
　　 结果表明：(1)对于镍离子掺杂的TiO2薄膜，在掺杂量为0.5％时，通过底部控制掺杂(NT)可以明显增强二氧化钛的光催化活性；(2)对于Cu2O薄膜来说，在薄膜层数为六层时，薄膜的光催化活性和光电性能均达到最佳；(3)不同复合方式的Cu2O/TiO2薄膜中，CT(底部为TiO2)复合方式充分发挥了两种薄膜的优点，即宽禁带半导体TiO2的稳定性和窄禁带半导体Cu2O的较好的光吸收性能，在增强薄膜稳定性的同时，也极大地提高了催化剂的光催化活性。
　　 通过对金属离子掺杂TiO2薄膜和Cu2O/TiO2复合薄膜的研究，基于PN结理论，从缓变结和突变结形成的角度深入研究了催化剂的光催化活性和光电化学性能，并从载流子有效分离的角度探讨了催化剂的光催化活性和光电化学性能增强的机理。