近年来,光催化技术在环境治理、消毒杀菌等方面的应用研究发展得异常迅速。利用太阳能、光催化氧化技术可在室温下将有机污染物氧化成H₂O、CO₂等简单的无机物分子,无机污染物也能被氧化或还原为无害物,而且反应条件温和、设备简单,具有传统催化及吸附技术无法比拟的优势。其中,二氧化钛因具有化学性质稳定、无毒、成本低等特点,越来越广泛地用作光催化剂。但二氧化钛的能带隙较宽,光谱响应范围窄,光吸收仅限于紫外光区,对太阳能的利用率只有4%左右,难以有效地利用太阳能。因此,通过掺杂使二氧化钛光响应波长扩展到可见光部分,高效利用太阳能来解决环境和能源问题已成为二氧化钛光催化领域研究的一个热点。采用不同离子单一掺杂或共掺杂等方法可以进一步扩大催化剂的光吸收范围并提高其光催化活性。本文以四氯化钛为前驱物,利用过氧化法和改性的沉淀-溶胶法低温下制备了纳米二氧化钛溶胶,pH值为中性,并且储存稳定,已放置一年后无沉淀或凝胶现象。通过铜槽吸附水的初步实验表明,用该法制备出的二氧化钛溶胶具有良好的亲水性。在此基础上,采用金属离子(Fe³⁺)和非金属离子（F-）对纳米二氧化钛进行掺杂改性,制得了金属、非金属单一掺杂以及金属、非金属离子共掺杂的纳米二氧化钛溶胶。分别采用FT-IR、XRD、TEM等多种手段对所制备的样品进行了测试和表征。为了表征所制备的二氧化钛的光催化活性,本论文以亚甲基蓝溶液模拟有机废水,分别采用纯的和掺杂改性的纳米二氧化钛作为光催化剂研究了其光催化降解活性。实验研究表明,掺杂元素、掺杂方法和掺杂量对改性二氧化钛纳米晶的粒径、晶型、拓展的可见光吸收范围和光催化活性都有较大影响。与纯二氧化钛溶胶相比,单一掺杂的粒度减小,共掺杂的粒径增大;掺杂后有助于锐钛矿型二氧化钛比例的提高;掺杂后的纳米二氧化钛吸收光谱在可见光区域都有明显的扩展,光催化活性得到了显著的提高,其光催化活性从低到高的顺序依次是:纯二氧化钛、氟掺杂、铁掺杂、氟/铁共掺杂。