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纳米TiO2粉末在光催化领域得到了广泛的研究，然而纯TiO2电子和空穴容易发生复合，光催化效率低，带隙能较宽（约3.2eV），只能在紫外区显示光化学活性，对太阳光的利用率低。因此人们掺杂其它离子以克服这种缺陷，等离子喷涂设备产生的等离子火焰具有高温、高热焓和高的温度梯度等特点，在等离子喷涂设备上增加液料雾化装置将液料雾化后送入等离子火焰中，液料在等离子体中迅速反应，得到的产物由于冷却速度快，阻碍产物的长大，液料的成分均匀，可以制备出粒径均匀的纳米粉末。等离子喷涂工艺过程简单，反应速度快，易于实现工业化，因此研究等离子喷涂法制备纳米材料具有较大的现实意义。
本文通过对液料等离子喷涂的前驱物．钛酸丁酯和乙醇溶液中添加掺杂成分AgNO3、Cu(NO3)2-6H2O、La(NO3)3-6H2O、Ce(NO3)3-6H2O、Y(NO3)3-6H2O及共掺杂AgNO3和Y(NO3)3-6H2O实现了液料等离子喷涂纳米Ti02粉末的掺杂改性，并利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)分析了掺杂对TiO2样品的形貌、晶体结构及平均粒径、表面成分和元素价态、本征吸收带、电子结构和光学特性的影响。利用光催化降解甲基橙来评价不同掺杂离子、不同掺杂含量样品的光催化活性。得到以下结论：
制备的掺杂纳米TiO2粉末形貌基本呈球形或近球形，粒径分布范围为10～60nm。少量的离子掺杂使TiO2粒径分布均匀，且粉末的粒径减小。制备的粉末均为锐钛矿和金红石相的混合晶体。对于大多数等离子喷涂法制备的TiO2粉末而言，锐钛矿相占主要成分，且随着掺杂含量的增加，锐钛矿相含量呈减小的趋势。金红石相平均粒径比锐钛矿相平均粒径大。
掺杂纳米TiO2粉末中含有O、Ti、C以及掺杂元素，OIs区被解积为三部分，包括(a):来自于TiO2的Ti-O键；(b):来自于表面羟基；(c)：来自于吸附H2O，而Ti2p区由2p3/2和2p1/2双峰组成，Ti元素仍为+4价，掺杂元素的价态不变。掺杂离子的TiO2比未掺杂的TiO2本征吸收的带边均发生了红移。掺杂量不同，带边移动程度不同，且随着掺杂浓度的增大，红移量明显增强。
在相同的激发波长下，掺杂的纳米TiO2粉末能够呈现出与纯的纳米TiO2粉末相似的线形PL光谱，随着离子掺杂量的增加，PL光谱强度逐渐增大，当Ag+/TiO2为0.1％、Cu2+/TiO2为0.2%、La3+/TiO2为0.2%、Ce3+/TiO2为1.0%、Y3+/TiO2为0.1%、Ag+-Y3+/TiO2为0.25%时，PL峰强度达到最大值，如果再增加掺杂量，PL峰强度反而有所降低。
随着催化剂中离子掺杂含量的增加，甲基橙降解率均呈先增加后减少的趋势，在TiO2中的掺杂量存在一个最佳值，Ag+、Cu2+、La3+、Ce3+、Y3+和Ag+-Y3+的最佳掺杂量依次为0.1%、0.2%、0.5%、1.0%、O.1%和0.25%，均高于P25的光催化活性，其中0.25%Ag+-Y3+共掺杂的TiO2粉末对甲基橙的光催化活性最好。在可见光条件下，掺杂TiO2对甲基橙的降解率与无掺杂TiO2相比有不同程度的提高。