纳米二氧化钛光催化剂能够利用太阳能有效降解多种对环境有害的污染物，使有害物质矿化为CO2、H2O及其它无机小分子物质。但是，光催化过程仍存在量子效率低，太阳光利用率低等问题，因而需要对二氧化钛加以改性修饰以提高其性能。本硕士论文将分别采用一步硫酸化和原位复合的方法对锐钛矿相二氧化物进行了改性修饰，利用多种测试技术对改性样品进行表征，同时研究改性样品的光催化性能。其主要结果如下：　　 首先采用表面硫酸化对二氧化钛进行改性。与传统的浸渍法不同，利用简单的水热法一步完成了对锐钛矿相二氧化钛的表面硫酸化(原位的表面硫酸化)改性，而无需烧结处理过程。运用X射线粉末衍射、低温N2吸附、傅立叶变换红外光谱、热重质谱联用仪等分析手段对改性催化剂样品进行了详细的表征，结合光催化反应性能的评价结果，讨论了催化剂表面硫酸根对催化剂的结构及其光催化活性的影响。研究发现，硫酸根以单齿和双齿配位的形式存在于样品表面，而且随样品晶粒尺寸的增大，样品表面硫酸根的总含量减少，但是相对于双齿配位的硫酸根而言，单齿配位的硫酸根的相对含量增加。催化剂表面硫酸根中S=O双键的强拉电子诱导效应，使得硫酸化的锐钛矿相二氧化钛的晶格随样品颗粒的减小表现出了膨胀趋势，这与纯锐钛矿相二氧化钛的晶格变化趋势相反。紫外光激发下对染料RhB的降解实验表明，样品的结晶度、比表面积和表面硫酸根的含量与存在状态共同影响着样品的光催化性能。　　 其次通过半导体复合来提高锐钛矿相二氧化钛光催化性能。利用水热法制备出了钛酸纳米管/锐钛矿相二氧化钛纳米复合物。研究结果表明，复合物样品是由钛酸纳米管和树叶形的锐钛矿相二氧化钛组成，样品的比表面积约为120m2/g。可见光激发下降解染料RhB发现复合物样品中钛酸纳米管的强吸附作用和锐钛矿相的光敏化催化性能的协同效应使得复合物在可见光光降解RhB的实验中表现出了比锐钛矿相二氧化钛甚至商业Degussa P-25更强的脱色能力和降解能力。