近年来，光催化技术在环境治理、消毒杀菌等方面的应用研究，发展得异常迅速。利用太阳能，光催化氧化技术可在室温下将有机污染物氧化成CO₂、H₂O等简单的无机物分子，无机污染物也能被氧化或还原为无害物，而且反应条件温和、设备简单，具有传统催化技术及吸附技术无法比拟的优势。其中TiO₂因具有化学性质稳定、无毒、成本低等特点，越来越广泛地用作光催化剂。但TiO₂的能带隙较宽（3．0-3．2eV），光谱响应范围窄，光吸收仅限于紫外光区，对太阳能的利用率只有3₅％，难以有效地利用太阳光。因此，通过修饰或掺杂使得二氧化钛响应长波长的可见光部分，高效利用太阳能来解决环境和能源问题成为二氧化钛光催化领域研究的一大热点。采用不同离子共掺杂或阴、阳离子共掺杂等方法可以进一步扩大TiO₂催化剂的光吸收范围并提高其光催化活性。最近研究发现，具有d⁰和d¹⁰构型的金属离子，由于它们独特的电子构型和结构，由这些元素组成的光催化剂具有较好的光催化效果，尤其在可见光催化方面取得了一些进展。本论文利用了d⁰构型的Ti⁴⁺和d¹⁰构型的Bi³⁺，根据它们自身的特点而制备出掺杂铋的二氧化钛系列光催化剂，取得了不错的效果。在本论文的研究过程中发现，利用不同的合成方法可以得到不同催化活性的共掺杂二氧化钛，这类物质作为新型的光催化剂，其禁带较窄，太阳光利用率和光催化效率高，且种类众多，在处理污水、净化空气等方面具有广阔的应用前景。本论文的研究对象为具有可见光催化活性的二氧化钛系列光催化剂。主要是利用溶胶．凝胶法、水热合成法等制备出金属和非金属共掺杂的二氧化钛催化剂，提高了在可见光区域降解污染物的催化性能。1．采用溶胶-凝胶法制备了铋硫共掺杂的二氧化钛光催化剂。本方法具有操作简单易行、掺杂离子分布均匀等优点。实验结果表明，钛酸四丁酯与硫脲的摩尔比为1：4，铋的掺杂浓度为1．5％，400℃煅烧条件下制备得到的铋硫共掺杂二氧化钛的催化活性最佳，在可见光区域降解靛红的效果最好。通过各种表征数据分析，这种高的光催化活性与氧空位和表面酸中心的存在，以及较大的比表面积有关，但具体的机理还在研究中。2．继续以硫脲为非金属掺杂剂，Bi（NO₃）₃·5H₂O为金属掺杂剂，以水热法合成了共掺杂的二氧化钛，重点研究了不同铋掺杂浓度和煅烧温度对共掺杂催化剂的影响，测试了共掺杂二氧化钛对不同类型染料的光催化效果。结果显示：该催化剂在可见光条件下表现出优异的光催化性能，在较短时间内全部降解靛红溶液，对其它类型的染料也有不错的降解效果。本论文制备的新型共掺杂的TiO₂可见光催化剂相比于其它的同类催化剂，扩大了TiO₂催化剂的光吸收范围并提高了催化活性。新型二氧化钛光催化剂的能带隙变得更窄，因此对可见光的响应增强，提高了在可见光下的活性。这些新型高效的TiO₂可见光催化剂用于降解染料废水、室内有害气体等，可应用的范围领域较广。