随着工业的不断发展，人类赖以生存的环境——空气、水、土壤正受到日益严重的污染，因而环境净化越来越引起国内外的关注。由于TiO₂能只利用太阳光就把污染物完全降解为CO₂、H₂O等无毒物质，TiO₂还具有催化活性高、无毒、廉价、在水中相稳定等不可替代的优点。因此它作为新一代的环境净化材料，正逐步得到人们广泛关注。但是，TiO₂作为光催化剂实现产业化仍存在一些问题，特别是TiO₂光催化剂的光催化效率有待提高。 由于溶胶——凝胶法具有容易操作、所需设备简单，适合工业生产，所以本论文选用此方法制备TiO₂薄膜。本文先制备溶胶，再用旋涂法在载玻片或多孔硅上旋涂溶胶，然后在500℃下退火得到结合牢固的、锐钛相结构的TiO₂薄膜。所得到的TiO₂薄膜在近紫外波段有强烈的吸收，都具有有效的光催化性能。 论文首先探讨了在溶胶-凝胶法制备TiO₂薄膜的过程中，加水方式、螯合剂、加水量、溶剂量、pH值、反应温度对溶胶质量的影响。实验结果表明：应采用混合液滴加的方式加入水；确定了用乙酸作为螯合剂；以及所需水、乙醇的量；溶胶生成的最佳pH值和反应温度。优化了工艺参数，制得了高质量的溶胶。 本论文还探讨了利用旋涂法制备TiO₂薄膜时，影响薄膜质量、光催化性能的若干因素。通过改变旋涂机转数、溶胶浓度、TiO₂薄膜层数、甲基橙溶液的pH值各因素，发现各因素的改变都对光催化效率有影响，实验结果表明：溶胶浓度的增大、转速的减小、层数的增加都可提高光催化效率；环境酸碱度对TiO₂薄膜的光催化性能也有很大影响，在酸性、强碱环境中光催化效率较大，而在中性和弱碱性环境中光催化效率较低。优化得到了旋涂法制备TiO₂薄膜的条件。 然后又研究了退火过程中的参数——退火时间对TiO₂薄膜光催化性能、催化剂失活的影响。实验表明：随保温时间延长，晶粒不断长大；TiO₂薄膜随晶粒尺寸的增大而光催化效率减小。 接着，优化了Si-NPA的制备条件，得到了适合作为基底来旋涂溶胶的参数。 最后，在前面优化得到的制备溶胶和硅纳米孔柱阵列基底、旋涂成膜、退火处理各过程的参数基础上，利用Si-NPA的特殊性质，把TiO₂光催化薄膜制备于Si-NPA上，研究表明：TiO₂／Si-NPA复合薄膜的光催化性能相对于TiO₂／玻璃提高了1.7倍。