近年来,纳米二氧化钛(TiO2)粉末因其优良的光特性在太阳能利用、自清洁、有机物降解等诸多领域具有广阔的应用前景而得到了广泛的关注。将这种材料薄膜化的同时仍然保持其纳米颗粒的光催化特性是一项具有挑战性的工作。本论文主要采用溶胶-凝胶和磁控溅射的方法来制备纳米尺度的TiO2薄膜,对其制备工艺、相成分、微观特性以及光催化特性、TiO2带隙调控等方面进行了细致的研究。首先,将钛酸四丁酯作为前驱体溶液通过溶胶-凝胶(Sol-gel)方法在玻璃基片上制备出不同厚度的TiO2薄膜,并在不同的热处理温度下研究其相结构和微观组织的演变过程以及光吸收特性。结果表明,500 oC是在玻璃衬底上形成锐钛矿结晶TiO2薄膜的较适宜后处理温度。然后,仍采用溶胶-凝胶方法将La掺杂到TiO2薄膜。结果表明:在500℃后处理仍然可以获得结晶性良好的锐钛矿相TiO2薄膜;随着La掺杂量的增加,薄膜中TiO2晶粒会变大,同时引起紫外可见光谱中吸收边的蓝移,亲水角(CA)随时间的变化也与未掺杂TiO2薄膜有很大不同。通常,射频磁控溅射的方法可以制备性能更优异的TiO2薄膜。通过工艺参数的调节,我们成功地制备出锐钛矿结晶TiO2薄膜。实验表明:在450oC的基片温度下,使用0.8 Pa的工作气压和20:2的Ar:O2流量比可以获得单一锐钛矿相的TiO2薄膜。紫外光照射分解甲基橙的实验表明具有单一锐钛矿相的TiO2薄膜具有较好的光催化能力,可以有效降解有机分子。在此基础上我们研究了利用磁控溅射方法制备了C、Mo掺杂TiO2薄膜的工艺方法。XRD和透射光谱的分析表明:C、Mo都不同程度地掺杂进入了TiO2晶格中;TiO2薄膜的光学带隙有了一定程度地减小;TiO2薄膜的吸收边发生了红移。结果显示C、Mo共掺杂TiO2薄膜有一种有效的提高其可见光利用的方法。