TiO2纳米材料由于具有较高的光催化活性、良好的化学稳定性、较强的抗磨损性以及低廉的成本、无毒无二次污染等特点而成为环境污染防治领域中最受关注的一种光催化材料。但是，TiO2量子效率低以及不能有效利用太阳光等缺点限制了其广泛应用，如何通过各种改性手段对TiO2的物理化学性质进行改良，提高 TiO2在可见光区的光催化活性一直是研究的热点也是目前研究的重点。通过阴离子掺杂来改性TiO2，尤其是S，N两种元素的掺杂，具有良好的光催化稳定性和可见光响应等优点，而 TiO2的负载改性可以促进光生电子和空穴的有效分离，从而提高量子效率。因此，对 TiO2的掺杂改性和负载改性引起了人们越来越多的关注。本文从以下几个方面系统地阐述了：光催化反应机理，内部外部影响因素，TiO2的结构特点，TiO2的改性以及制备方法。　　本实验以钛酸四丁酯（TBT）为前驱体，硫脲为 S源，尿素，水合肼以及NH3为N源，通过溶胶凝胶法，沉淀法以及NH3气氛焙烧法制备一系列掺杂型和负载型TiO2，对比不同的掺杂物质，制备方法以及改性方法。采用XRD、DRS、XPS以及EPR等表征手段对所制备的TiO2光催化剂进行分析、表征，并以亚甲基蓝溶液为目标降解污染物，在模拟太阳光条件下通过亚甲基蓝的的光催化降解实验得出最佳的实验条件和实验方法。　　（1）S元素掺杂型S-TiO2光催化剂的制备及表征　　本实验将硫脲作为S源，采用溶胶凝胶法（sol-gel）制备了一组S-TiO2光催化剂。XRD分析表明，650℃以下煅烧的样品均为锐钛矿，在650℃时出现了金红石相TiO2，使得降解效率相应提升。DRS测试结果表明，由于掺杂了S元素，使得 S-TiO2样品在可见光范围内吸收增强，吸收带边向长波方向移动。本实验以亚甲基蓝为目标降解物，着重研究了S元素掺杂量，酸用量，去离子水用量和煅烧温度对样品光催化性能的影响，结果显示，制备过程中盐酸的最佳加入量为5mL，去离子水的最佳加入量为10mL，掺杂浓度为1％时最佳，煅烧温度为450℃时最佳。　　（2）Cu和S共掺杂纳米TiO2的制备及表征　　本实验将硫酸铜作为铜源，采用化学镀技术成功将铜负载在 S-TiO2表面。采用 XRD,UV-Vis，XPS等表征方法测试了其结构及化学性质。结果表明Cu/S-TiO2光催化剂中Cu的存在形式有CuO和Cu2O两种。负载Cu后的S-TiO2光催化剂展现出良好的可见光吸收性能。对比化学镀法与化学还原法，采用化学镀技术制备的Cu/S-TiO2催化剂Cu在S-TiO2表面分散更好，有利于光生载流子的捕获，传输及分离。　　（3）N元素掺杂型N-TiO2光催化剂的制备及表征　　本实验通过不同的制备方法（溶胶凝胶法，沉淀法以及 NH3气氛焙烧法）制得了一系列的N-TiO2样品，三种方法均可制备出晶型完整的TiO2光催化剂。通过各种表征手段确定了N元素进入TiO2晶格中。对比XRD图谱可知，通过溶胶-凝胶（sol-gel）制备的样品粒径最小。由DRS图谱可知，三种方法制得的N-TiO2样品在不同程度上对可见光均有吸收，其中，沉淀法的样品在可见光区域吸收最为明显。通过XPS，EPR等表征手段可知，对于沉淀法和NH3气氛焙烧法制制得的光催化剂中均含有一定量的Ti3+，Ti3+的产生一方面降低了禁带宽度，使得导带上的电子在可见光的照射下也可以得到激发，而且，一定量 Ti3+的存在可以有效的减小光生载流子的复合，从而提高了光催化反应中 TiO2的活性，当含量过高时，Ti3+作为复合中心存在，降低了光催化剂的催化效率。以亚甲基蓝溶液为探针反应，对比三种方法制得的样品降解MB的降解图可知，利用沉淀法制得的样品光催化活性最强。