TiO₂以其化学性质稳定、抗磨损性能好、成本低、无毒等优点成为最常用的光催化剂之一，但其带隙较宽，对可见光的利用率很低，而掺杂可使其光谱范围拓展至可见光区并加以利用。因此，本研究以玻璃为载体，制备纯TiO₂薄膜，掺Fe³⁺的TiO₂薄膜和Fe³⁺、N共掺杂TiO₂薄膜，并以甲醛为目标污染物，对薄膜的光催化性能进行研究。本文首先进行了制备工艺的选择，选用化学气相沉积法和溶胶-凝胶法制备TiO₂薄膜，结果表明溶胶-凝胶法制备的TiO₂薄膜较好，所制备的薄膜均匀致密。然后对溶胶-凝胶法的制备条件进行优化设计，以钛酸丁酯为原料，无水乙醇为溶剂，去离子水为反应物，冰乙酸为稳定剂，在玻璃表面制备了TiO₂薄膜。考察了不同溶胶陈化时间、水与钛摩尔比、镀膜层数、薄膜煅烧时间、煅烧温度对光催化性能的影响。结果表明，溶胶陈化时间2d，水与钛摩尔比227.7:1，镀膜1层，薄膜煅烧时间4h，煅烧温度450℃时，TiO₂薄膜光催化性能最好。通过对同条件下制备的TiO₂粉体进行X射线衍射分析，TiO₂锐钛矿晶型晶化完全，未发现金红石型。为了拓展TiO₂光催化剂在可见光区的光响应范围，开展了过渡金属离子Fe³⁺和非金属元素N掺杂TiO₂薄膜光催化性能的研究。首先采用溶胶-凝胶法制备不同掺铁量的TiO₂（Fe-TiO₂）薄膜，再将Fe-TiO₂薄膜放置于中温真空气氛管式炉中，在不同的NH3流量下制备铁、氮共掺杂TiO₂（Fe/N-TiO₂）薄膜。研究表明，Fe³⁺掺杂量为1%（摩尔比），NH3流量为60ml/min时，所制得的薄膜光催化活性较好。通过对紫外-可见光谱考察，表明掺Fe³⁺和N的TiO₂薄膜的光吸收范围均向可见光波长方向推移。薄膜的光响应范围拓宽，使TiO₂光催化薄膜更加有效的利用太阳光，扩展了TiO₂薄膜的应用。对甲醛光催化降解的动力学研究表明，不论是纯TiO₂薄膜、Fe-TiO₂薄膜还是Fe/N-TiO₂薄膜，均与一级反应动力学模型拟合较好。甲醛的初始浓度与光催化反应的速率常数之间呈线性关系，随着甲醛初始浓度的增加，光催化降解甲醛的速率常数降低。