TiO₂具有无毒、无害、稳定性能好等优点,因此一直备受研究者的青睐。自从日本科学家Tsujikawa发现TiO₂在不锈钢表面具有光阴极保护的作用,更是直接叩开了TiO₂作为光阴极保护的大门。光阴极保护具有不牺牲耗材的优点。然而TiO₂的光电转换效率偏低,且TiO₂在无光条件下不能继续对金属进行光阴极保护,而且TiO₂光阴极保护应用偏窄,主要应用在碳钢、铜和不锈钢等金属上,限制TiO₂的广泛应用的原因是TiO₂的费米能级偏低。通过相关文献报道理论计算W掺杂TiO₂能提高TiO₂的费米能级,但未从实验的角度进行验证。本文通过W掺杂TiO₂对其费米能级的影响进行了研究。首先在纯钛表面进行WO₃/TiO₂叠层、WO₃-TiO₂混合涂层、W-TiO₂涂层的光电化学响应研究,然后通过第一性原理对W掺杂TiO₂的费米能级的影响进行了理论计算,最后在纯镁表面进行W-TiO₂涂层的光电化学响应研究。主要研究结果如下:（1）通过对纯钛表面进行WO₃/TiO₂叠层、WO₃-TiO₂混合涂层、W-TiO₂涂层的光电化学响应研究进行优化,得到的最佳参数为:1)WO₃/TiO₂叠层:WO₃涂层的层数为9层,TiO₂涂层的层数为6层,WO₃溶胶的浓度为7wt%,WO₃的热处理温度为500℃。2)WO₃-TiO₂混合涂层:WO₃:TiO₂为1:100（摩尔比）,热处理温度为400℃,膜层厚度为3层,TiO₂浓度为1.5wt%。3)W-TiO₂涂层:W掺杂量为7at%,热处理温度为300℃,TiO₂浓度为1.5wt%,膜层厚度为9层。（2）通过Mott-Schottky曲线拟合W掺杂TiO₂,以及W-TiO₂随热处理温度的变化的关系。1)W掺杂TiO₂的确能提高TiO₂的费米能级,且W掺杂量为7at%时,费米能级提高最大。通过第一性原理模拟后发现,W掺杂提高TiO₂费米能级的原因是W的5d轨道与Ti的3d杂化,从而提高TiO₂的费米能级。2)热处理温度为400℃时,W-TiO₂的费米能级最高,当热处理温度高于400℃时,晶体内大量出现Na₂WO₄,导致W-TiO₂的费米能级降低。（3）通过对纯镁表面进行W-TiO₂涂层的光电化学响应研究进行验证,得到在一定条件下的W-TiO₂能实现电子从TiO₂半导体转移到Mg基底上。