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环境污染已成为是困扰当今社会可持续发展的最大难题之一，世界各国为此都投入了大量的人力物力去寻找解决办法。常用的物理法，化学法，生物法等往往存在着操作复杂，消除污染不彻底，费用昂贵等缺点。然而从20世纪70年代开始，半导体光催化技术的发展给解决环境污染提供了新的途径。在众多的半导体氧化物中，TiO2的优势是显而易见的：氧化能力强，化学性质稳定，环境友好，而且廉价易得。但是它也存在严重的缺陷，例如：只能利用占太阳光中4%-5%的紫外光，并且光生载流子的复合速率快。TiO2的改性能够有效拓展其对可见光的吸收，减少光生载流子的复合。其中掺杂改性是一种重要方法，金属离子掺杂和非金属离子掺杂均能扩展二氧化钛可见光吸收范围，从而促进其可见光催化性能。非金属掺杂中氮掺杂二氧化钛研究一直是人们关注的热点，铋和氮属于同一主族，因此研究氮掺杂和铋修饰二氧化钛的制备及其性能，对阐明金属离子和非金属离子掺杂的机理具有一定的理论研究价值。本文以纳米管钛酸（NTA）为前驱体,采用水热法制备了氮掺杂二氧化钛（N-TiO2）和铋修饰二氧化钛。通过X-射线粉末衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、X-射线光电子能谱（XPS）、傅里叶红外（FTIR）和紫外可见漫反射（UV-Vis DRS）等手段对样品的性质进行分析测试。比较了其可见光催化活性，并对氮掺杂和铋修饰过程中的作用机理进行了讨论，主要内容包括以下两个部分：（1）以尿素和碳酸氢铵为氮源，采用水热法制备了N-TiO2。得到的样品颗粒大小在50nm左右，晶型为锐钛矿和金红石的混晶结构，该种混晶结构形成于中间产物钛酸铵的分解过程。亚甲基兰（MB）脱色实验表明，制备N-TiO2的最佳掺杂浓度为N/Ti摩尔比等于1/2。其中以尿素为氮源时得到的样品UN-130-1/2，对MB脱色的一级动力学速率常数为商品TiO2（Degussa， P25）的586倍。通过对N-TiO2的可见光吸收和可见光催化性能研究，发现以NTA为前驱体时能够增加催化剂对可见光的吸收，氮的掺入和混晶结构对光生载流子的复合起到抑制作用。（2）以氯化铋和五水硝酸铋为铋源，水热法制备了铋修饰二氧化钛。得到的样品中含有部分10-20nm的菱形片状结构，且均由锐钛矿相TiO2和铋盐水解所对应的铋氧盐相复合结构组成。甲基橙脱色实验表明，铋修饰二氧化钛的最佳制备条件为水热温度130℃，Bi与Ti摩尔比等于1%，且与铋源无关。以三氯化铋为铋源得到的BiOCl相，有利于样品的可见光吸收，但是当其生成过量时成为光生电子-空穴的复合中心，从而降低了催化活性。以五水硝酸铋为铋源，除了有少量的BiONO3相形成外，还有少量间隙态掺杂氮（N-O-Ti键）形成。铋修饰二氧化钛的可见光催化活性有可能来源于铋氧盐与TiO2的复合结构。