TiO₂半导体光催化技术作为一种绿色化学中环境污染物的治理方法已经引起了广泛的关注。它可以把很多有机物降解成CO₂、H₂O和小分子。本论文进行纳米TiO₂光催化剂、金属离子掺杂TiO₂光催化剂、TiO₂基介孔材料、TiO₂基抗菌膜的制备方法及性能研究,并应用组合化学技术对制备的TiO₂光催化剂进行了高通量筛选。第一,用溶胶-凝胶法制备纳米TiO₂光催化剂,得到的TiO₂光催化剂粒径在40-60nm,外观呈球形,颗粒没有团聚现象。以罗丹明B溶液为模拟废水,进行光催化降解实验,表明纳米TiO₂有良好的光催化剂活性。第二,为了拓宽TiO₂光催化剂的光谱利用范围,提高可见光催化活性,制备了14种金属离子掺杂TiO₂光催化剂,通过研究掺杂离子的半径、电子构型、相应氧化物生成焓等对TiO₂光催化性能的影响,筛选出Fe³⁺、V⁵⁺、W⁶⁺、Cr³⁺和Ag+等掺杂的TiO₂在可见光下具有较好的催化活性。第三,为了解决介孔TiO₂高温煅烧容易破坏其介孔结构的问题,重点对介孔TiO₂的合成方法进行研究。本工作的SG-HT-EISA法、纳米晶自组装技术和导向剂法制备介孔TiO₂,是对传统制备方法的改进。用上述新方法合成了介孔TiO₂、铁系金属掺杂介孔TiO₂、硅掺杂介孔TiO₂。它们均具有较好的孔道结构和较大的比表面积,多数呈锐钛矿相,这对于催化反应是非常有利的。Rhodamine B降解实验表明:具有代表性的meso-TiO₂、TiO₂-SBA-15和TiO₂-MCM-41几种介孔材料的催化活性均高于传统sol-gel法合成的TiO₂光催化活性。第四,首次采用液相沉积法（LPD）制备了透明的Ag-TiO₂和Ag/TiO₂-SiO₂抗菌膜。结构分析表明银纳米粒子呈微球状均匀分散在TiO₂或TiO₂-SiO₂基质中。以E. coli和S. aureus为受试菌株,Ag-TiO₂和Ag/TiO₂-SiO₂膜表现出优异的抗菌性能。抗菌机理可能是由于Ag-TiO₂和Ag/TiO₂-SiO₂膜能够缓慢释放Ag⁺离子所致。第五,建立了一种组合化学中高通量筛选TiO₂光催化剂的新方法。该方法具有简便、直观、快速,省时、可靠、经济等优点,可同时筛选大量催化剂。它是对传统筛选催化剂方法的重大改进,有可能成为优化催化反应的有效工具。