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本文旨在提高纳米TiO2的太阳能利用率和量子化效率，开发高性能可见光响应TiO2纳米复合光催化剂，为利用光催化技术治理环境污染提供新型光催化材料。 采用溶胶-溶剂热技术制备了锐钛矿型低量Yb掺杂和未掺杂TiO2纳米光催化剂；以亚甲基蓝(MB)溶液在紫外光和可见光照射下的光催化降解率评价了其光活性；考察了溶剂热温度、Yb掺杂量和焙烧温度对样品光活性的影响规律；结合XRD、BET、XPS、FT-IR、DRS和PL表征分析，探讨了低量Yb掺杂对TiO2光活性的影响机制。结果表明：Yb掺杂TiO2纳米粒子的优化制备工艺条件为溶剂热温度160℃、Yb掺杂量0.10wt％、焙烧温度500℃；与未掺杂样品相比，低量Yb掺杂不仅显著提高TiO2的紫外光活性，也明显提高其可见光活性；Yb掺杂调整了TiO2带隙内电子分布状态，有效抑制光生e-/h+复合，提高量子效率，增加表面羟基，增大比表面积，改善表面织构特性，致使紫外光活性提高。Yb掺杂并未引起紫外吸收带边明显红移，因此其可见光活性的提高应归因于Yb掺杂强化了表面吸附染料的敏化作用。 为进一步提高TiO2光活性，在Yb掺杂TiO2纳米光催化剂工艺研究基础上，以浓氨水为N源，采用一锅两相分离的溶胶-溶剂热技术，成功合成了Yb-N共掺杂锐钛矿型TiO2纳米光催化剂，并利用XRD、BET、XPS、FT-IR、UV-vis吸收光谱及PL技术进行了结构性能表征。结果显示：Yb-N共掺杂TiO2纳米粒子的优化制备工艺条件为Yb掺杂量0.10wt%、浓氨水(25%)添加量1mL、焙烧温度560℃；在紫外光和可见光下，Yb-N共掺杂锐钛矿TiO2对MB的光催化降解均明显高于N掺杂和未掺杂样品。N掺杂形成的O―Ti―N和Ti―O―N结构窄化了TiO2带隙，提高了可见光利用率；Yb掺杂有效地抑制光生e-/h+复合，明显改善表面织构特性；Yb-N共掺杂有效抑制了锐钛矿向金红石的相转变及N元素的氧化流失，进一步增加了表面羟基和对有机污染物的吸附能力。因此，Yb-N共掺杂TiO2纳米粒子可见光活性的提高应归于上述Yb、N掺杂作用的协同效应。 在Yb-N共掺杂TiO2纳米光催化剂的制备工艺基础上，以磷酸为磷源，采用一锅两相分离的溶胶-溶剂热技术成功制备了新型高性能Yb-N-P三元掺杂锐钛矿型TiO2纳米复合光催化剂。利用XRD、BET、XPS、FT-IR、UV-vis吸收光谱、PL光谱及Ztae电位分析技术对其进行结构性能表征。结果显示：P最佳掺杂量为5wt.%；在所有制备的未掺杂、单掺杂及共掺杂TiO2样品中，5wt.%P掺杂的Yb-N-P三元掺杂样品在可见光和紫外光下都表现出最高的光活性，这说明Yb-N-P三元掺杂产生协同效应。显然，P掺杂能抑制晶粒生长及光生e-/h+复合，并改善表面织构特性。P5+部分取代Ti4+产生电荷不平衡将引起表面羟基增加或氧空位减少。P5+作为电子捕获中心，能够降低光生载流子的复合，提高量子效率。P掺入TiO2晶格导致吸收带边红移，N掺杂形成的O―Ti―N和Ti―O―N结构窄化TiO2带隙，均能提高可见光利用率，三元掺杂样品的可见光响应主要由TiO2晶格结构中存在的N和P所产生。Yb-N-P三元掺杂样品进一步增加了表面羟基，降低了TiO2的PZC。三元掺杂样品优异的光催化活性应归因于上述因素的协同作用所致。