本论文采用溶胶-凝胶法制备SiO₂-TiO₂、Fe2O3-TiO₂、CeO₂-TiO₂复合纳米光催化剂,探讨了三种光催化剂最佳掺杂量及其掺杂机理;研究了非均匀掺杂方式对三种催化剂光催化活性的影响,比较了非均匀掺杂TiO₂薄膜与均匀掺杂的光催化性能,并测定了Fe2O3-TiO₂、CeO₂-TiO₂复合纳米光催化剂可见光下的光催化活性;经过在NH3气氛的管式炉中煅烧,通过不同的煅烧时间制备不同掺氮时间的N-TiO₂薄膜,并研究其光催化活性,其主要研究成果如下。采用溶胶凝胶法用Si、Ce、Fe单掺杂对TiO₂进行改性,得出了最佳的掺杂量分别为15%at、1.5%at、0.3%at。非均匀SiO₂-TiO₂、CeO₂-TiO₂、Fe2O3-TiO₂薄膜的XRD出现锐钛矿型单一晶相。根据Scherrer方程计算掺入SiO₂、CeO₂和Fe2O3后的TiO₂晶粒尺寸分别为30, 14, 24nm。非均匀掺杂薄膜（FT）、均匀掺杂薄膜（FF）和TiO₂薄膜（TT）的光催化活性的大小顺序为:FT >FF>TT。在日光下,CeO₂-TiO₂光催化剂薄膜的最大降解率优于Fe2O3-TiO₂光催化剂薄膜。氮的掺杂抑制了晶粒的生长,氮进入到了氧的晶格部分取代了氧的位置,形成TiO₂-xNx晶格,N-TiO₂薄膜的光吸收边产生了20-100nm的红移。氮掺杂二氧化钛样品的紫外光活性随掺氮时间的延长而减低,其活性顺序依次为a>b>c,但其可见光照射下的光催化性能与紫外光下样品的光降解性能相反,样品的光降解性能随着掺氮时间的延长而增强,其活性顺序依次为c>b>a。