环境污染和能源危机是我们亟需解决的两大问题,而光催化技术作为一种可以有效降解环境污染物和制备氢能的新技术,越来越受到人们的重视。在众多的光催化剂中,TiO₂以其化学性质稳定、安全无毒、光催化性能优良等优点而被广泛研究使用。但是TiO₂的禁带宽度较大（3.2eV）,只能吸收波长小于380 nm的紫外光;此外其光生电子-空穴复合率高,量子效率低,从而严重限制了TiO₂在实际中的应用。因此,为了提高TiO₂的光催化性能,我们尝试对TiO₂改性,以期拓展TiO₂的光响应范围,提高对太阳光的利用率;降低光生电子-空穴的复合率。本论文做了以下工作:（1）用简便而经济的真空活化法对商用TiO₂进行改性。经真空活化后TiO₂的晶型、形貌和尺寸没有发生明显改变。通过控制真空脱氧的温度和时间,控制体相氧空位与表面氧空位的比例,从而提高光催化活性。实验发现,300℃3h真空处理的TiO₂具有最佳光催化活性,在可见光照射240 min后对RhB的降解率达到94%。通过XPS、UV-Vis漫反射、Raman等分析证明了通过真空活化处理可以在TiO₂表面产生氧空位。通过循环实验、存储一定时间后的光催化剂活性对比实验发现,氧缺陷型TiO₂具有稳定性。我们还提出建立氧空位增强光催化活性的机理模型:氧空位可以在导带和价带中间形成中间能级,有助于拓展TiO₂的光响应范围,提高载流子的传输速率,改善光催化活性。（2）通过水热法制备Fe-N-TiO₂。通过XRD和EPMA结果证明,合成了Fe/N掺杂的锐钛矿相TiO₂,并采用真空活化处理在Fe-N-TiO₂样品中引入了氧缺陷。实验发现,光催化活性:Fe-N-TiO₂（300℃,3h）>Fe-N-TiO₂>N-TiO₂>Fe-TiO₂。经UV-Vis光谱测试结果表明,掺杂和真空处理后TiO₂的带隙明显减小,增强了对可见光的吸收范围。EIS和光电流测试表明,共掺杂后载流子更容易被分离并转移至催化剂表面,复合率更低,光催化活性更好。这主要得益于铁氮共掺杂之间的协同作用,使Fe-N-TiO₂的带隙缩小至3.04eV一方面是因为中间带隙的形成;另一方面存在Fe³⁺/Fe²⁺电子捕获陷阱,提高光催化效率。另外,通过真空处理会引入氧空位能级,进一步缩小TiO₂的带隙,提高光催化活性。（3）通过一步溶剂热法制备N-TiO₂。在180℃溶剂热下制备N-Ti O₂,产物为单一均匀的锐钛矿相。在60min可见光照射下,对甲基橙的降解率达到98%。经UV-Vis测试表明,N掺杂有效缩小TiO₂的带隙。O 2p与N 2p的混合态使得TiO₂的禁带宽度变窄,从而促进了催化剂在可见光区的吸收。EIS和光电流测试表明N-TiO₂的载流子分离效率高,复合率低。该方法简单易操作,降低了生产成本,并且制备的产物具有高可见活性。