二氧化钛（TiO₂）纳米材料因其具有良好的光催化活性，且无毒、无害、化学稳定性好等优点而被广泛应用于水处理领域。为了避免TiO₂悬浮体系中光催化剂回收难，成本高等缺点，本文以钛酸丁酯为钛源，无水乙醇为溶剂，盐酸为水解抑制剂制备了TiO₂前驱体溶胶；以玻璃为载体，通过浸渍提拉制膜，然后在520℃下热处理2 h得到锐钛矿相纳米TiO₂薄膜；以苯酚为目标污染物，对所制备的TiO₂薄膜进行光催化活性测试。结果表明：90 min后，在紫外光下苯酚的去除率为16.8 %，而在可见光下的苯酚去除率仅为3.2 %。针对纯TiO₂薄膜对可见光利用率低的问题，制备了Fe、Mn、Ce、Zn、N单元素掺杂以及复合体系掺杂改性的TiO₂薄膜，以期增加对可见光的吸收，提高薄膜的光催化活性。同时加入适量的造孔剂聚乙二醇-400，以增大TiO₂的比表面积，进一步提高TiO₂薄膜的光催化活性。测试结果表明：（1）掺杂改性后的TiO₂光催化剂的比表面积较纯TiO₂有所增大；（2）在所选单一元素掺杂中，以Mn/Ti摩尔比率为2.0 %时的效果最为突出，在紫外光和可见光下的苯酚去除率分别为24.2 %和7.8 %，但无论在紫外光还是可见光下，Zn掺杂对TiO₂薄膜的影响不明显；（3）在金属复合掺杂中，当掺杂元素起到协同作用时，有利于光催化活性的提高，以Fe/Ti摩尔比率为0.25 %和Mn/Ti摩尔比率为2.0 %共掺杂效果最好，在紫外光下，苯酚去除率为26.2 %，较纯TiO₂薄膜提高了56 %；（4）所制备的薄膜样品均有较强的光致亲水性，并且有较好的化学稳定性。