近年来,工业污染物的数量与质量与日俱增。各类水污染物中,有机物污染物因为其复杂性、非生物可降解性而备受研究人员的瞩目。TiO₂光催化技术通过光能激发产生具有强氧化性的高级羟基自由基（OH·）来处理复杂的有机污染物,在TiO₂光催化研究中,增强催化剂的光电效率,增加电子-空穴对的复合时间,提高催化剂表面的催化能力成为了当下的研究焦点。目前该领域的研究基本是对单一掺杂的TiO₂催化剂进行阻抗谱研究,本文首次实现了Mn、Ce共掺杂光催化剂的阻抗谱研究,对了解该催化剂反应过程电子转移、界面粒子转移过程具有重要意义。本文首先对Ce、Mn掺杂的TiO₂催化剂采用溶胶凝胶和浸渍提拉镀膜的工艺制备了四种催化剂的工作电极,搭建以铂网电极为对电极,饱和甘汞电极为参比电极的电解池体系。并采用XRD、SEM、EDS、UV-vis对电极表面催化剂特性和微观形貌进行了表征。结果表明,Mn掺杂有效降低了催化剂的分散度,Ce元素掺杂引入了Ce（III）与Ce（IV）氧化物;掺杂后催化剂Ce/TiO₂、Mn/TiO₂、Mn-Ce/TiO₂的禁带宽度分别降低了0.26eV、1.17eV、1.94eV。其次在水相K₂SO₄电解质中使用三电极体系绘制了阻抗谱,比较四种催化剂在不同偏压、暗态与紫外光照下的阻抗谱表现。结果表明,施加偏压与紫外光照均能很好的降低反应过程阻抗,提高催化剂薄膜催化性能,在偏压为-0.7V左右反应体系的阻抗最低。然后使用阻抗谱分析软件Zsimpwin对水相阻抗谱图进行等效电路拟合分析。结合催化剂薄膜物性与催化降解过程特性以及阻抗谱表现,选取模型I、IV、V、IV分别作为TiO₂、Ce/TiO₂、Mn/TiO₂、Mn-Ce/TiO₂的拟合模型。结果表明Ce元素掺杂提高导电性表现为R_SC的降低,Mn掺杂提高光电效应和催化剂性能表现对应为C_SC与Q的升高;紫外光照在C_SC的提高和R_SC降低有显著表现;施加偏压则对各项等效元件均有降低阻抗的效果。最后,以四种催化剂为甲基橙光电催化降解反应的工作电极,以三电极体系为阻抗检测体系,对不同催化剂、不同降解方式、不同偏压和光照情况的条件进行了优选。发现,与阻抗谱表现相同,最佳降解条件为Mn-Ce/TiO₂薄膜电极光电催化降解,最佳偏压为-1.0V。本文完成了在光电催化反应外加偏压和紫外光激发下使用阻抗谱法表征Mn、Ce掺杂TiO₂催化剂体系光电催化活性,通过等效电路拟合分析,关联了催化剂光电催化性能与等效电路模型参数。