TiO₂膜因具有良好的光催化活性和光致亲水性而在环境污染治理和多功能材料开发方面具有广阔的应用前景。本论文采用三种方法：PVD电子束蒸发法、胶体凝胶法和聚合凝胶法，在玻璃表面制备了具有光催化活性和光致亲水性的多功能TiO₂膜。系统地研究和比较了制备方法和制备条件对TiO₂及其膜材料的结构和物理化学性能的影响。在OCA20型接触角仪上表征了前驱体溶胶的粒径、实验时的光照强度对膜的亲水性影响，在不同测试条件下测试了TiO₂膜光致亲水化速度；采用衰减全反射红外光谱法（ATR-FTIR）评价了TiO₂膜光催化降解油酸的能力；采用XRD（X射线衍射）、UV-Vis（紫外-可见光谱）、SEM（扫描电镜）、激光粒度仪等多种分析技术综合表征了TiO₂溶胶的粒度分布、尺寸及不同方法所制备TiO₂膜的晶相结构、表面形貌及吸光性能。研究结果表明，TiO₂膜的结构、形貌、光催化活性和亲水性与制备方法和制备条件有很大的关系。电子束蒸发法制备的TiO₂膜表面均匀致密，在可见光区的透过率大于65％。但在无氧气氛下沉积的TiO₂膜为无定型态结构，几乎没有光致亲水性和光催化活性；而有氧气氛下沉积的TiO₂膜为锐钛矿结构，相应TiO₂膜具有较好的光致亲水性但光催化降解油酸的速度比较缓慢。胶体凝胶法制备的TiO₂膜表面颗粒大小均匀、粒子堆积致密、在可见光区的透过率大于90％；其晶相结构除了锐钛矿外还有一非化学计量杂晶。该TiO₂膜具有很好的亲水性和光催化活性，在光照10min后达到超亲水状态；光照3.5h后，对油酸降解率达99％。聚合凝胶法制备的TiO₂膜表面颗粒较大且不均匀、粒子堆积疏松、膜表面有裂纹。其亲水性和光催化活性较差，需光照20min才能使膜达到超亲水状态，在光照3.5h后，对油酸降解率仅为70％。三种制备方法比较表明，胶体凝胶法制备的TiO₂膜既有较好的光致亲水性也有较高的光催化活性。论文还对影响多晶TiO₂膜亲水性的因素进行了研究，发现溶胶粒径越小，TiO₂膜亲水性越好；光源强度越大，亲水化速度越快。在光强度低于1mW／cm²时，接触角降低率与光强度成线性关系。TiO₂膜在水蒸汽中的亲水化速度大于在O₂气氛中的亲水化速度。