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近年来,环境污染日益严重,研究者以此为契机开始了将半导体材料应用于光催化降解污染物,开拓了其在环境污染治理领域的应用。这些半导体材料中,TiO2具有稳定、无毒及价廉等特点,引起了人们的极大兴趣。TiO2的光催化活性与其晶体结构有很大关系,而Ti02的晶体结构受很多因素影响,其中包括包括制备方法、掺杂元素等。本文基于此,采用溶胶凝胶法制备了未掺杂和Nb掺杂的TiO2薄膜。Nb元素是和Ti元素相邻的副族元素。它们有相近的离子半径(Nb5+：0.70(?),Ti：0.68(?))。Nb5+能够很容易进入TiO2晶体的晶格位。Nb的价电子比Ti多一个,Nb的掺杂能够改变TiO2薄膜中的载流子浓度。因此,我们选择Nb掺杂。在本论文中,我们研究了Nb掺杂对薄膜的结构和相变温度的影响,同时也研究了薄膜的禁带宽度和透过率。主要研究进展及成果如下：1.用溶胶凝胶法制备了未掺杂的TiO2薄膜,通过优化试验参数以期获得表面连续、致密和均匀的Ti02薄膜。在800℃及以下退火时,薄膜为锐钛矿相。当退火温度为900℃,锐钛矿和金红石相同时出现并且锐钛矿相占主要地位。通过光学特性分析,未掺杂TiO2薄膜在可见光区域的透过率平均约为65%。当退火温度为500℃C时,Ti02薄膜的光学带宽是3.25eV,当退火温度增加到800℃,TiO2薄膜的光学带隙减小为3.19eV。2.用溶胶凝胶法制备了Nb掺杂的Ti02薄膜。对于Nb掺杂Ti02薄膜,当退火温度低于800℃时,薄膜主要为锐钛矿相。XRD和Raman分析表明,Nb掺杂抑制了锐钛矿纳米晶粒的生长。当退火温度为700-C时,未掺杂Ti02薄膜的禁带宽度是3.21eV,而Nb掺杂Ti02薄膜的禁带宽度随着Nb掺杂浓度的增加而增加,当Nb掺杂浓度为6 at.%时,Ti02薄膜的禁带宽度为3.32eV,这可以通过Burstein-Moss (BM)效应解释,BM效应认为当导带的低能级被电子填充满使,跃迁只能发生在比费米能级更高的能级上。因此,Nb掺杂Ti02薄膜的禁带宽度随着Nb掺杂浓度的增大而变宽。3.对于Nb掺杂浓度不少于4 at.%的Ti02薄膜,900℃退火可得到金红石相Ti02薄膜。这个结果表明,在高温下Nb能够促进Ti02由锐钛矿向金红石相转变。900℃退火时,Nb掺杂Ti02薄膜在可见光区域的透过率大概为60%左右。此时TiO2薄膜的禁带宽度随着Nb掺杂浓度增大先变小后稍微变大。