纳米级二氧化钛由于具有无毒、物理化学性质稳定、催化活性高以及抗氧化能力强等优点而成为当今世界最重要的一种环境净化光催化材料。然而,由于纳米二氧化钛有光生电子-空穴对容易复合和对可见光吸收能力差两个缺陷,其光催化效率受到了很大程度的限制。为此,许多研究工作者通过对纳米二氧化钛进行改性来提高其光催化活性,其中包括金属离子掺杂、非金属掺杂、贵金属沉积、染料敏化等。本论文通过对二氧化钛不同方法的改性研究了改性二氧化钛的光催化活性及其影响因素。首先,采用酸催化溶胶-凝胶法和光化学沉积法相结合制备出了掺Fe³⁺负Ag纳米TiO₂复合粒子,用TEM、XRD、XPS、UV-Vis等技术进行了表征。结果表明:纳米粒子粒径约为10～15 nm;Fe³⁺的掺杂和银的负载都可促进TiO₂由锐钛矿相向金红石相的转变;改性后的TiO₂对光的吸收发生红移,吸收强度明显增大;XPS分析表明负载在TiO₂表面的银以Ag⁰形式存在。以紫外光为光源,甲基橙为目标降解物,评价了催化剂的光催化活性,实验表明,掺Fe³⁺负Ag的TiO₂比纯TiO₂及仅掺Fe³⁺或仅负Ag的TiO₂能显示出更高的光催化活性;且掺Fe³⁺ 0.4%、负银1%（摩尔分数）的催化剂的光催化活性最高。然后,分别采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li⁺掺杂纳米TiO₂光催化剂,并用XRD和TEM等技术进行了表征;用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值（pHpzc）。结果表明,500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相;Li⁺的掺杂抑制了TiO₂粒子的生长,提高了催化剂的分散性;催化剂的零电位pH值为6.6～8.1,其值取决于Li⁺的浓度和掺杂方式。分别以紫外光和室内自然光为光源,孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性。对孔雀石绿的降解,浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li⁺都能有效提高TiO₂的光催化活性,但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好,催化活性最高的为浸渍法制备的5%Li⁺掺杂TiO₂,其催化活性比纯TiO₂提高了7～8倍;对甲基橙的降解,除溶胶-凝胶法制备的3%Li⁺掺杂能稍提高TiO₂的光催化活性外,其它Li⁺的掺杂都不同程度降低了TiO₂的光催化活性。实验结果表明,Li⁺掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因。最后,采用钛酸丙酯与硫脲为原料制备了硫掺杂TiO₂可见光催化剂,用XRD, XPS, TEM和UV-Vis吸收光谱对催化剂进行了表征;用太阳光与紫外光为光源,以甲基橙的光催化降解为探针反应,评价了催化剂的光催化活性。结果表明,500℃和600℃煅烧的硫掺杂TiO₂比纯TiO₂在紫外光区和可见区对光的吸收能力更强,光催化活性更高,其中500℃煅烧的硫掺杂TiO₂的光催化活性最高,经40～50 min反应,在紫外光和太阳光下该催化剂对甲基橙的降解率比纯TiO₂分别提高了32%和69%。TEM结果表明,500℃煅烧的硫掺杂TiO₂的粒径约为15～16 nm;XRD分析结果表明,硫掺杂能够促进TiO₂从锐钛矿相向金红石相的转变,减少催化剂的晶粒粒径;XPS分析结果指出,硫原子的氧化态为+6,S6+取代了TiO₂晶格中的部分Ti4+,形成了硫掺杂的TiO₂光催化剂。本文通过以上三种改性方法制备了改性纳米TiO₂光催化剂,其光催化活性均有较大程度的提高,为TiO₂用于环境净化和污染物的治理进行了有益的探索。