近年来，逐渐发展起来的光催化氧化法治理水中的各种污染物，因其具有能耗低、操作简便、可减少二次污染等优点，引起了研究者的广泛关注，被认为是实现人类可持续发展的环境友好的水处理技术。本文研究了采用微弧氧化法直接制备二氧化钛光催化薄膜的工艺条件；考查了影响光催化薄膜催化性能的外部因素；并探讨了离子浸渍与电解液修饰对二氧化钛光催化薄膜催化性能的影响。 应用微弧氧化技术制备二氧化钛光催化薄膜。利用正交实验方法研究了微弧氧化法制备二氧化钛光催化薄膜的最佳工艺条件，确定为Na3PO4电解液浓度8g/L，微弧氧化电压290V，微弧氧化时间4min。SEM、XRD和Raman分析表明，所制备的二氧化钛薄膜表面成膜均匀，有微弧放电形成的凹洞，其平均粒径为2.3nm，相组成为100％锐钛矿结构。 对二氧化钛光催化薄膜光催化降解亚甲基蓝的动力学研究表明，本实验所制备的二氧化钛光催化薄膜，可将50ml浓度为2.5mg/L的亚甲基蓝溶液在紫外光照下的分解速率提高一倍，连续紫外光照2小时，降解率可达50％以上。对亚甲基蓝溶液的光催化降解率随光照强度的增加、催化剂用量的增加、反应时间的延长以及曝气量的增加而增加。微弧氧化法制备的二氧化钛光催化薄膜对亚甲基蓝溶液的光催化效果好于其它有机染料溶液。 为了进一步提高二氧化钛光催化薄膜的活性，采用了不同离子浸渍修饰的方法对二氧化钛光催化薄膜进行改性研究。实验结果表明过渡金属、重金属及稀土元素浸渍修饰均可不同程度提高二氧化钛光催化薄膜的光催化性能，其中Fe、Ag、Cu掺杂可使光催化2小时的降解率提高10个百分点以上，Dy掺杂可使降解率提高20个百分点以上；利用酸浸渍进行氢离子修饰可提高二氧化钛光催化薄膜的光催化性能，其中H3PO4修饰效果最好。浸渍时间及浸渍离子浓度对修饰效果有一定影响，修饰后的二氧化钛薄膜光催化降解率随浸渍时间的延长以及浸渍离子浓度的增加而呈先增加、后降低的趋势，对不同浸渍离子均存在最佳浸渍时间及浓度。XRD分析及SEM分析结果表明离子浸渍修饰法可使修饰离子掺入二氧化钛晶格。同时掺杂可使薄膜中二氧化钛粒径减小。 为了提高二氧化钛光催化薄膜的催化活性，在微弧氧化过程中，采用直接向电解液中添加各种氧化物的方法对薄膜进行改性。实验结果表明过渡金属、重金属及稀土元素对二氧化钛光催化薄膜掺杂改性可不同程度影响薄膜的光催化性能，其中V、Ag、Ce掺杂可使光催化2小时的降解率提高10个百分点以上。采用半导体掺杂也能很好地提高二氧化钛光催化薄膜的光催化性能，其中以SnO2效果最好。从上述改性物质中选取有代表性的V2O5、SnO2，考察不同掺杂量对光催化活性的影响。实验表明V2O5添加量在0.5mmol或SnO2添加量在1.0mmol时，生成的二氧化钛光催化薄膜光催化效果最好。XRD及SEM分析表明掺杂改性离子进入二氧化钛晶格，改性后的二氧化钛光催化薄膜粒径减小，保持锐钛矿晶形不变且薄膜表面增厚，微弧放电形成的孔道变小，表面积增加。 实验结果充分证明，微弧氧化法制备的二氧化钛薄膜具有很好的光催化性能，该方法工艺简单，效率高，具有较好的应用前景。