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该文利用磁控溅射方法制备了固定化的TiO<,2>光催化薄膜,同时对另一种薄膜制备方法—溶胶-凝胶法制备TiO<,2>薄膜也进行了有意义的尝试.利用XRD、AFM、XPS、XEDS、Raman光谱、UV-VIS-NIR分光光度计等理化手段对薄膜的微结构、形貌、成份等进行了分析,系统地研究了TiO<,2>薄膜的物理性质与其光催化性能之间的关系.实验表明,随着溅射功率的增大,薄膜的结晶程度越来越好,250W条件下制备的TiO<,2>薄膜具有完全的锐钛矿相结构.在不同的溅射总气压下通过改变衬底温度沉积了TiO<,2>薄膜,发现TiO<,2>薄膜的光催化活性与其结晶程度密切相关,相似的TiO<,2>薄膜结晶程度导致了其相近的光催化性能.在不同溅射总气压下通过改变溅射时间制备了厚度基本相同的TiO<,2>薄膜,发现随着溅射总气压的增大,薄膜的光催化性能降低,带隙宽度略有变大趋势,而薄膜与衬底之间的结合力变差.不同Ar/O<,2>流量比下制备的TiO<,2>薄膜的研究结果表明,Ar/O<,2>=20sccm/5sccm时TiO<,2>薄膜具有较高的光催化活性.首次利用射频溅射与直流溅射交替工作的方式,溅射沉积了表面修饰Au、Ag和Ta的光催化TiO<,2>薄膜,发现TiO<,2>薄膜的光催化效率与金属在薄膜表面的含量有一定的依赖关系.金属在TiO<,2>薄膜表面的含量达某一最佳值时薄膜的光催化性能提高幅度最大.由于表面的金属颗粒与TiO<,2>接触的界面处形成了肖特基势垒,因而金属-TiO<,2>界面可以捕获电子从而减少电子-空穴对的复合几率.这是表面修饰金属改善TiO<,2>薄膜光催化活性的物理本质.首次利用Sn离子注入技术对TiO<,2>薄膜进行了表面修饰改性,发现Sn离子注入剂量为2×10<15>ions/cm<2>时可以明显提高TiO<,2>薄膜的光催化活性.带隙计算结果显示,离子注入Sn剂量为2×10<15>ions/cm<2>时,TiO<,2>薄膜的带隙比注入前变窄约0.08eV.这是因为离子注入Sn可在TiO<,2>薄膜的表面形成一层Ti<,1-x>Sn<,x>O<,2>,它具有较窄的带隙宽度,从而可以利用更多的光子,提高了TiO<,2>的光催化活性.利用溶胶-凝胶法制备了TiO<,2>薄膜并对所制备的薄膜进行了掺杂研究.实验表明,制备的薄膜为锐钛矿相结构,颗粒大小在纳米量级.掺杂Fe/Ti=0.5at％和La/Ti=0.5at％都提高了TiO<,2>薄膜的光催化活性.