甲醛作为影响人们身体健康的有害物质之一,给人们的带来了许多危害,开发降解甲醛且不造成二次污染的催化剂是当前研究的主要课题。TiO₂以其光化学性质稳定、无毒、价廉、催化活性高等优点,在治理污水、降解有机物、净化空气、自清洁、杀菌等方面得到广泛的应用。光催化剂TiO₂具有较宽的带隙,对太阳光的利用率较低,在实验中对光的利用率及TiO₂在哪个表面吸附CH2O才是稳定的结构遇到了困难,本文采用基于第一原理的Materials Studio程序的Castep（Cambridge Serial Total Energy Package）模块系统的对金红石型TiO₂和锐钛矿型TiO₂吸附CH2O前后最佳吸附方式及对氟掺杂锐钛矿TiO₂的空间结构、电子结构等进行了理论探索。首先对锐钛矿型TiO₂（001）、（110）和（100）晶面结构,发现（001）晶面能量最低。通过对甲醛吸附到（001）面的6种初始猜测方式的几何优化,发现从甲醛H-C-O侧面吸附方式为最稳定的吸附方式,吸附能最大,发生了化学吸附。吸附后甲醛中C-H键变弱,键长增加,C-O键增强,键长缩短。甲醛中C原子与邻近层Ti和O原子间电子云发生重叠,有新的Ti-O和Ti-C键生成。吸附前后锐钛矿型TiO₂（001）能隙从2.6 ev降低为2.5 ev,光催化吸收波长从476 nm增加到495 nm。详细研究金红石型TiO₂的（001）、（100）、（110）表面,计算分析了电荷密度、态密度图、能带结构。发现（110）表面为吸附甲醛的稳定表面, CH₂O在金红石型TiO₂（110）表面的吸附行为是物理吸附。系统探究了F掺杂锐钛矿型TiO₂后的电荷密度和态密度图。计算结果表明,F原子取代O原子后,F原子与Ti原子有共价键生成,TiO₂的带隙宽度变窄,这样就有可能使TiO₂在太阳光下就吸收可见光,提高光催化效率。