TiO2薄膜是众多氧化物半导体薄膜中研究最为广泛的一种材料，由于其具有较好的化学稳定性、可靠的物理、光电子特性和高折射率、高介电常数等优良性能，因此被广泛应用于气敏材料、光催化材料、集成电路以及光电太阳能电池等领域；特别是TiO2光催化剂因具有稳定性好、光催化活性高等优点，在污水处理、空气净化和杀菌消毒等研究领域受到了人们的高度重视。TiO2光催化剂的晶体结构、晶粒尺寸、结晶度和表面微结构等因素对其光催化活性具有较大的影响。另外，为改善纳米TiO2的结晶度和微结构，热处理是一种简单而有效的方法。因此研究不同热处理温度对TiO2的晶相结构和光催化性能影响，具有重要的理论和现实意义。
　　本论文采用直流反应磁控溅射的方法在高纯石英玻璃上制备了TiO2薄膜，并进行了不同温度的退火热处理。采用原子力显微镜(AFM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)和透射电子显微镜(TEM)等分析方法对薄膜的晶相结构和表面形貌进行了测定和表征，分析并探讨了热处理对薄膜结构形貌及光催化性能的影响。研究结果表明：热处理对样品的微结构以及光催化活性有很大的影响。随着热处理温度的升高，薄膜的晶型从非晶态转变为锐钛矿晶型，且锐钛矿的结晶度逐渐提高，薄膜的光催化活性随之增强，在500℃时，达到最大值。当热处理温度为600℃时，TiO2薄膜出现金红石相，由于晶型转变和颗粒尺寸增大产生的综合效果，导致薄膜光催化降解能力显著降低。