随着社会经济的发展,工业和生活废水等污染物给自然环境带来严重的破坏。为了响应政府提倡节能减排、低碳生活、保护自然环境的号召,各研究机构相应地开展新能源技术和材料的研究。其中,TiO2薄膜光催化剂是一种新型的半导体材料,由于具有光催化活性、光致亲水性和抗菌除臭等性能,可以广泛地应用到工业污水处理、空气净化、抗菌除臭和防雾自清洁等领域,起到保护自然环境的作用。　　 为了制备多功能、低成本、高效率的TiO2薄膜催化剂,本文以钛酸丁酯为钛源,氨水为N掺杂源,采用超声喷雾热解法在玻璃衬底上制备了N掺杂TiO2薄膜和陶瓷衬底上制备了TiO2薄膜,并进行退火处理。研究了N掺杂量、热解温度和退火温度等实验条件对TiO2薄膜结构和光催化活性、亲水性、杀菌等性能的影响。主要得到以下结果:　　 1、在热解温度对N掺杂TiO2薄膜的结构与光催化性能的影响中发现,热解温度低于400℃时,TiO2薄膜主要以无定型结构为主,表面颗粒分布平整,对亚甲基蓝溶液的光催化效果差；400℃时,薄膜转变成锐钛矿结构,表面颗粒均匀致密,光吸收边发生红移,禁带宽度为3.14 eV,取得最大的亚甲基蓝溶液降解率93.2％；温度超过500℃时,薄膜出现锐钛矿和微弱金红石的混晶结构,光催化活性开始减弱。　　 2、在N掺杂量对TiO2薄膜的结构与光催化性能的影响中发现,随着N掺杂量的增加,TiO2薄膜由锐钛矿向无定型转变,没有出现TiN的物相。当N掺杂量为4 at.％时,TiO2薄膜表面颗粒均匀,禁带宽度为3.14 eV,水接触角接近O°,表现出良好的光催化活性和亲水性。　　 3、分别采用连续气流和脉冲气流在陶瓷衬底上制备了TiO2薄膜,研究了热解温度和退火温度对TiO2薄膜结构和性能的影响。连续气流下制备的TiO2薄膜为非晶态,光催化活性和杀菌性比较差；脉冲气流下制备的TiO2薄膜的结构和光催化性能都得到改善。450℃制备的薄膜在500℃下退火1 h后,对亚甲基蓝溶液的降解率可达到75％,对大肠杆菌的杀菌率最高可达98.42％。