近三十年来,半导体光催化引起了人们的广泛关注,其中二氧化钛（TiO₂）以其优异的物理化学性质被视为一种理想的光催化剂。目前很多研究小组成功地将TiO₂光催化运用到污水处理中,并取得了不少成果。但由于现在TiO₂光催化尚存在一些问题,如处理效率低、太阳能利用率低等,大大限制了这种材料的工业化运用。 本文采用两种不同的低温制备方法分别制备出了纳米晶态TiO₂薄膜,研究了两种薄膜低温形成的机理;研究了热处理对两种低温制备纳米晶态TiO₂薄膜光降解若丹明B（RB）的能力的影响。最后,对实验中发现的光催化薄膜的“自然时效”现象的可能机理进行了初步探讨。 利用双氧水直接氧化法制备了表面多孔结构及纳米棒阵列结构的TiO₂薄膜。场发射扫描电镜（FE-SEM）观察结果表明,钛片与30 wt%的双氧水反应不同时间后,所得薄膜的表面形貌演化过程为:反应10 min的时候钛片表面形成一层比较致密的TiO₂膜;反应至1 h时,表面开始形成蜂窝状的多孔网络结构;反应到36 h时,这种网络结构开始通过溶解沉积机制形成了具有纳米棒阵列的表面形貌。X射线衍射（XRD）研究表明,热处理之前,反应48 h之前的薄膜基本上为非晶态结构,反应60 h和72 h的薄膜具有明显的锐钛矿相和金红石相的混晶结构;当薄膜经450℃热处理1 h后,反应48 h以前的薄膜由纯锐钛矿相组成,而反应60 h和72 h的薄膜仍然保留热处理前的混晶结构。离子色谱分析（ICP）结果表明,随着反应时间的增加,反应液中Ti离子浓度上升,到了1 h后达到了最大值,而后随着反应时间的继续增加开始下降,反应12 h后,其浓度开始急剧下降,到了24 h时溶液中基本上没有Ti（Ⅳ）离子的存在;对反应液中H₂O₂浓度监测（GB 1616-79）发现,随着反应时间的延长,H₂O₂浓度单调下降,到24 h时,基本上检测不出溶液中的H₂O₂。综合上述实验结果,我们认为H₂O₂氧化法制备得到的纳米TiO₂薄膜顶层的纳米棒阵列是通过“定向粘附”生长而成的,薄膜低温晶化的可能机理是溶解-沉积和原位晶化。 利用TiF₄水解法制备了纳米TiO₂薄膜,经XRD、FE-SEM、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、紫外可见反射光谱（UV-Vis）及Raman光谱分析可知,这层薄膜由纯锐钛矿相组成,表面由分布均匀的致密颗粒膜及分散其上的颗粒团簇组成。薄膜的厚度随着反应时间的增加而不断增厚。晶态薄膜的低温生长与F离子的存在有关:F的存在抑