本文采用无机溶胶凝胶法制备了具有可见光催化活性的TiO₂基自清洁薄膜,主要通过金属改性调控TiO₂晶体结构、表面形貌及能带结构等微观结构,以实现提高TiO₂薄膜可见光催化性能的目的;通过聚乙二醇改性及SiO₂复合改变TiO₂薄膜的表面化学性质的方法,以实现提高TiO₂薄膜亲水性能的目的。以TiOSO₄·nH₂O为钛源,NH₄VO₃为钒源采用溶胶凝胶法制备了钒掺杂TiO₂薄膜,随着钒掺杂量的升高,TiO₂薄膜中晶粒形状由纺锤状变为球形,晶粒尺寸变小,当钒掺杂量达到10 mol%时,薄膜的物相组成为锐钛矿和金红石相的混晶结构,对应的可见光催化活性最好。采用光化学沉积的方法制得贵金属修饰TiO₂薄膜,其可见光催化活性都获得不同程度的提高,其中Ag/TiO₂和Pd/TiO₂薄膜的可见光催化活性较好。当钒掺杂和银沉积共同改性时,Ag/10V-TiO₂薄膜的光催化活性最好,可见光照6 h后对甲基橙的降解率达到76.7%,从掺杂能级、混晶结构等角度对于金属改性提高TiO₂薄膜可见光催化活性的机理进行了初步探讨。为了提高TiO₂薄膜亲水性能,本实验采用了聚乙二醇（PEG）改性、与SiO₂复合以及硅钒共同改性的方法。结果表明,PEG-TiO₂薄膜和SiO₂/TiO₂复合薄膜的润湿角都比纯TiO₂薄膜明显降低,由于PEG和SiO₂溶胶体系中含有大量·OH,有利于吸附化学吸附水从而提高TiO₂薄膜的亲水性能;并且添加适量的SiO₂,有利于TiO₂薄膜可见光光催化活性的提高,由于SiO₂抑制了TiO₂晶粒的生长,提高了比表面积,但过量的SiO₂使复合薄膜的结晶度下降而使光催化活性降低。为了进一步提高SiO₂/TiO₂复合薄膜体系的可见光催化性能及亲水性能,制备了V-SiO₂/TiO₂复合薄膜。同单独掺钒或掺SiO₂的TiO₂薄膜光催化性进行比较,V-SiO₂/TiO₂复合薄膜的可见光催化活性和亲水性能都得到明显的提高。