锐钛矿相TiO2是一种结构稳定、无毒、光催化活性和亲水性很强的半导体,在环境治理、绿色能源、太阳能电池等重大领域被广泛应用。针对锐钛矿相TiO2的禁带宽度大且光量子效率低问题,我们利用第一性原理计算软件,基于密度泛函理论方法系统研究VIB、VIA族原子共掺杂TiO2的光电性能。本文主要探究调制带隙、改善光吸收的基本方法和机理,进而增加光催化效率。具体地,针对掺杂结构的形成能、几何结构、电子结构和光学特性展开了研究,主要研究成果如下:（1）VIA族原子单掺杂后TiO2的体积随着VIA族原子序数增加而依次膨胀明显。VIA原子均在价带顶引入了杂质能级,分别主要由S＿3p、Se＿4p、Te＿5p和O＿2p轨道杂化而成。禁带宽度随着VIA族原子的序数增加而减小,光的吸收范围也相应扩大至可见光区域,提高了对光的利用率,从而提高了光的催化活性。（2）VIB单掺杂TiO2结构中,VIB原子的引入导致导带底出现了杂质能级,这些杂质能级分别由Cr＿3d、Mo＿4d、W＿5d和Ti＿3d轨道杂化而成。禁带宽度随着掺杂原子的序数增大而增大,W@TiO2的禁带宽度比纯TiO2的大。杂质能级的存在是光吸收范围扩展到红外光区域的原因,提高了对光的利用率,提高了TiO2的光催化活性。在VIB单掺杂TiO2结构中,Cr@TiO2的光吸收能力最好。（3）W、Mo和Cr分别与VIA族原子共掺杂TiO2后的体积膨胀随着VIA族原子的序数增加而依次明显。Cr＿3d、Mo＿4d以及W＿5d电子态在导带底形成了杂质态,VIA族原子分别以S＿3p、Se＿4p、Te＿5p电子态在价带顶引入了杂质态。禁带宽度随着VIA原子序数的增加而依次减小。其中Cr共掺在200 nm～430 nm区域,光吸收能力随着VIA族原子序数增加而依次增强,W、Mo的共掺结构在360 nm～500 nm区域,它们的光吸收能力随着VIA族原子的序数增加而增强。在360 nm～500 nm区域,VIB族原子与Te各掺杂结构吸收光的能力大小:WTe@TiO2>Mo Te@TiO2>Cr Te@TiO2,随着VIB族原子的序数增加而增强。各个共掺杂结构在350 nm～800 nm波长范围内,WTe@TiO2结构的红移最明显,是这些掺杂结构中吸收能力最好的表现。