本文采用水热法制备了金属与非金属共掺杂、非金属共掺杂的纳米TiO₂和金属掺杂的TiO₂微球,并分别采用XRD、Uv-vis、XPS、FTIR和光催化降解甲基橙对其物相和光催化性能进行了研究。以TiCl₄和FeCl₃为原料、在表面活性剂Span—80存在时,180℃下水热反应48h可成功制得直径为3—10μm的金红石、锐钛矿和板钛矿混合相的微球TiO₂-Fe-Span。XPS表明掺杂的铁以Fe³⁺形式存在;Uv-vis结果表明,微球具有较高的可见光吸收性能,且吸收带边发生明显的红移。该微球在紫外光照射3h和太阳光照射6h时对甲基橙的降解率分别达100%和91%。特别地,光催化反应后微球可采用自然沉降的方法进行分离,这一特点为TiO₂光催化技术的实际应用提供了很好的基础。用TiCl₄、FeCl₃和硫脲为原料,制得了硫和铁共掺杂的金红石和锐钛矿混合相的纳米二氧化钛（TiO₂-S-Fe）。160℃下制得的TiO₂-Fe-S样品催化活性最优,紫外光照射60min和太阳光照射50min时对甲基橙的降解率分别达97%和99%。UV-vis表明该催化剂对可见光吸收增强,吸收带边明显红移。XPS表明,掺杂的硫取代TiO₂中的晶格氧形成Ti-S键,使得TiO₂的带隙能窄化引起对可见光的响应;同时部分掺杂的硫以S⁶⁺形式存在,从而增强了TiO₂-S-Fe的表面酸强度,提高了对氧和有机物的吸附;铁掺杂降低了电子和空穴的复合几率。阴阳离子的协同作用使得TiO₂-S-Fe具有很高的紫外和可见光催化活性。以Ti（SO₄）₄、硼酸和硫酸为原料,制得了B、S共掺杂的锐钛矿型纳米二氧化钛（TiO₂-B-S）。UV-vis表明该催化剂对可见光吸收增强,吸收带边明显红移。XPS显示B、S共掺杂改性使得TiO₂-B-S表面羟基氧含量提高,这对提高光活性是有益的。240℃下制得的TiO₂-B-S具有较高的催化活性,紫外光照射50min后对甲基橙几乎全部降解,太阳光照射230min后的降解率达92%。硼硫共掺杂TiO₂具有较高的紫外光和可见光活性的原因可能是掺杂的硼以B³⁺进入晶格中,导致TiO₂晶格畸变、带隙变窄,S掺杂提高了TiO₂的表面酸度;B、S共掺杂对提高TiO₂的光催化剂活性具有协同效应。以Ti（SO₄）₄为钛源、硫脲为掺杂剂时,得到了N、S共掺的锐钛矿型纳米二氧化钛（TiO₂-N-S）。UV-vis表明该催化剂对可见光吸收增强,吸收带边红移;EA和XPS分析表明催化剂表面的N含量高于体相的;光催化实验表明TiO₂-N-S催化活性高于纯TiO₂和单掺硫TiO₂,在紫外光照射90min和太阳光照射120min下对甲基橙的降解率分别达88.2%、41.4%。TiO₂-N-S光催化活性的提高与UV-vis光区的强吸收、吸收带边的红移、氧缺的产生以及表面酸度的提高等因素引起的协同效应有关。