本文采用水热法制备了锐钛矿型TiO2纳米线结构，并将其与商品TiO2(P25)粉末混合，制备了白色的混合浆体薄膜，以此为前驱物，采用溶胶-凝胶法在不锈钢基底上制备了TiO2薄膜，在此基础上，又分别制备了TiO2、ZnO单膜以及ZnO/TiO2和TiO2/ZnO双层复合薄膜。制备参数通过设计正交试验进行优化。分别研究了各个水热参数对所制得的TiO2纳米线的结构形貌的影响，采用正交试验，找出了各反应物的配比对所制得的TiO2薄膜的性能的影响，获得了薄膜制备的优异的反应物配比，通过掺杂ZnO制得双层复合薄膜，分别比较了TiO2，ZnO单膜，以及ZnO/TiO2，TiO2/ZnO双层复合薄膜的性能优异。提出了一种改进TiO2光催化性能及提高其对太阳光利用率的有效方法。采用粉末X射线衍射仪(D/MAX2200)，HITACHS4800场发射扫描电子显微镜，以及一系列光电性能测试的方法对TiO2纳米线结构和薄膜结构进行了表征。对水热反应参数的研究表明：TiO2(P25)粉末在NaOH溶液浓度为10mol/L，水热反应温度为180℃，水热反应时间为24h时的条件下发生水热反应以后，获得的纳米线的产物形貌最优，在水热反应以后经过酸洗、烧结过程以后，就可以得到锐钛矿型的具有大的长径比的TiO2纳米线结构。且选择这种晶型、尺寸最佳的纳米线试样与煅烧后的TiO2(P25，空气氛450℃煅烧30min)粉末在水与乙醇溶液的混合溶液中均匀混合，制成的白色浆体在不锈钢基底上刮涂成膜后，表现出了优异的光电性能。对正交试验的研究结果表明：当反应物前驱体钛酸正四丁酯，溶剂无水乙醇，络合剂二乙醇胺的配比为20:40:30时，所制得的TiO2薄膜的光电性能最好，说明在此配比下，钛酸正四丁酯在溶剂无水乙醇中水解比较充分，活性单体聚合效率高，制得的TiO2薄膜结构性能优异。对掺杂ZnO的双层复合薄膜的研究表明：双层复合薄膜的光电性能优于TiO2，ZnO单膜，TiO2/ZnO双层复合薄膜的性能优于ZnO/TiO2双层复合薄膜。这说明，通过添加入其它的半导体材料与TiO2纳米材料复合，可以优化TiO2纳米材料的光电催化性能，提高二氧化钛对光能的利用率。