二氧化钛光催化剂作为一种高效、低毒、廉价的绿色环保材料，受到科学家的广泛关注，在其性质研究和应用研究上取得了巨大的进展。二氧化钛是一种n型半导体材料，当其受到波长大于387nm的光照射时，电子从价带跃迁到导带，表面上产生光生电子-空穴对，而这些电子和空穴具有强氧化还原性，可以通过一系列的氧化还原反应将二氧化钛表面吸附的水、硫化物以及有机污染物降解成小分子的水和二氧化碳等。这些反应因其耗能低、绿色无污染而备受科学家的青睐，但若要将二氧化钛光催化剂普遍应用于实际中仍有两个缺点需要改善。首先，锐钛矿型二氧化钛具有比较大的带隙能（Eg=3.2ev）,需在紫外光照射下才发生电子的跃迁，而自然光中紫外光不足5%，故其对太阳光的利用率非常低，即在太阳光下，它的光催化降解效率比较低。其次，激发产生的光生电子-空穴非常的活泼，极易复合，降低了光催化效率。因此，提高二氧化钛的光响应波长，降低光生电子-空穴对的复合率，成为提高TiO2光催化性能和应用范围的两个突破口。针对上述问题，我们对二氧化钛的表面改性进行了研究。已研究出的二氧化钛的改性方法有很多，本文主要阐述离子表面掺杂和二氧化硅复合改性这两种方法，并拓宽了纳米二氧化钛光催化的应用范围。论文的研究工作主要包括以下几个方面：(1) TiO2/SiO2复合薄膜的制备及应用本研究以钛酸四丁酯为钛源，以硅酸四乙酯为硅源，用溶胶凝胶法分别制备TiO2胶体和SiO2胶体，待陈化好后，将两种胶体以一定比例混合均匀，然后浸渍提拉将胶体涂覆在处理好的玻璃基体上，并用体外掺杂的方法在表面掺杂离子，最后，经高温焙烧制成具有光催化性能的纳米TiO2/SiO2复合薄膜。通过观察I、Fe、Ca、Co、F单掺及双掺后的TiO2/SiO2复合薄膜对染料的降解率来确定离子单掺及双掺的最佳配比，然后用最佳配比的薄膜来进一步降解土霉素及甲醛。结果发现，复合改性后，TiO2复合薄膜的光催化性能有了显著提高，光响应的范围增大，对染料外的土霉素和甲醛也有不错的降解效果。(2) TiO2/SiO2复合薄膜的表征采用紫外—可见分光光度计(UV-vis)、X射线衍射仪(XRD)、差热—热重分析仪(DTA-TG)、荧光光谱仪(PL)、氮气吸附-脱附仪(BET)等手段来表征复合薄膜的结构和光催化行为，并研究了其改性后的反应机制。实验结果表明，在进行了SiO2半导体复合和离子掺杂改性后，二氧化钛的金红石型和板钛矿型几乎消失了，表现出单纯的锐钛矿相。同时，经过改性后的薄膜表面的团聚现象减弱了，薄膜表面形貌平整，粒径大小相对平均，孔径缩小，比表面积明显增大。(3)光催化机理的探讨SiO2复合后明显抑制了锐钛矿相转变为金红石相以及晶粒生长的趋势，并且增加了薄膜的表面积和吸附能力。同时，SiO2和TiO2复合在薄膜表面上形成了路易斯酸，从而导致表面上的羟基增多，薄膜的亲水性增强。而离子掺杂可以不同程度的缩小禁带宽度，从而提高其在可见光下的光催化效率，同时，掺入的阳离子或阴离子可以吸引光生电子或空穴，从而抑制了光生电子和空穴的复合。(4)应用领域的拓展将改性后的TiO2/SiO2复合薄膜在降解有机染料的基础上探索其对新兴污染物，如抗生素类药物和醛类污染物的降解性能，以扩大在现实中的应用范围，使其更有实际应用价值。