人们选用适当的金属离子对TiO₂粒子进行共掺杂的研究发现，各金属离子之间的协同作用能使电子与空穴得到有效地分离，从而具有比掺杂单一元素的光催化剂更高的光催化活性。本文首先采用溶胶凝胶法制备了Fe³⁺／W⁶⁺、Fe³⁺／La³⁺共掺杂纳米TiO₂光催化剂，借助X—射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、红外光谱（FT-IR）和荧光光谱（PL）等多种分析方法对金属离子共掺杂纳米TiO₂光催化剂进行表征，并以甲基橙为目标污染物研究了共掺杂纳米TiO₂的光催化性能。SEM及XRD等检测分析结果表明：共掺杂纳米TiO₂的形状以球形为主，粒径约为20 nm，晶型为锐钛矿型；粒子表面吸附了大量的水分子和羟基；共掺杂TiO₂纳米粒子并没有引起新的荧光现象，Fe³⁺和W⁶⁺、Fe³⁺和La³⁺产生了协同作用，有效抑制了光生电子和空穴的复合。共掺杂纳米TiO₂粒子对甲基橙光催化氧化降解实验结果表明：Fe³⁺／W⁶⁺、Fe³⁺／La³⁺共掺杂纳米TiO₂的光催化活性比未掺杂或单一掺杂0.05％Fe³⁺纳米TiO₂的光催化活性都高，在低压汞灯下光照60 min后，甲基橙的降解率达到85％以上。当Fe³⁺／W⁶⁺、Fe³⁺／La³⁺掺杂浓度分别为0.05％和0.04％、0.05％和0.03％时，催化剂的降解能力最强，降解率达到94％左右。本文还采用水热法制备了TiO₂纳米带。纳米带的产量非常高，带的厚度多在20～50 nm之间，长度可达几微米。水热法制备的TiO₂纳米带具有锐钛矿、板钛矿以及金红石等晶型，在300℃煅烧1.5 h后金红石型含量增加，且带的形状能够较好的保持。TiO₂纳米带对甲基橙光催化氧化降解实验结果表明：TiO₂纳米带也表现出了较高的光催化活性，在低压汞灯下光照60 min后，甲基橙的降解率达到86％以上。