高效TiO₂光催化剂的制备是TiO₂光催化领域中的重要课题之一,其中TiO₂的负载化是TiO₂光催化剂的发展方向,也是TiO₂光催化剂真正工业化应用的方向。用热解法和电泳法进行TiO₂的负载简单易行,成本低廉,具有重要的实用价值。本文以热解法和电泳法作为负载方法,探讨了制备TiO₂薄膜的制备工艺,研究了TiO₂薄膜的光催化性能,并用XRD,AFM,SEM,FTIR等手段对薄膜进行了表征。本文首先研究了蒸发热解法制备TiO₂的方法。将钛酸丁酯（Ti（OBu）₄）分散在无水乙醇,并用乙酰丙酮（ACAC）作为螯合剂来稳定钛酸丁酯,防止其水解,然后将该溶液在一定温度下蒸发并使其在玻璃基体上分解沉积,形成TiO₂薄膜。实验表明,Ti（OBu）₄的最佳热解温度是500℃。但是,对于不同的ACAC量,为了获得最佳的光催化性能,应该采取不同的热解温度。实验表明,蒸发热解的层数对于光催化性能没有影响。SEM表明热解后得到的TiO₂薄膜上形成尺寸为几百纳米的TiO₂颗粒。ATR表明,薄膜层形成Ti-O-Ti键,并且有着吸附水和羟基存在。AFM表明随着温度的升高和ACAC量增加,得到的TiO₂晶粒尺寸变大。本文还研究了旋涂热解法制备TiO₂薄膜的工艺。将钛酸丁酯,乙酰丙酮,PEG等溶解成为乙醇溶液,将该溶液旋涂在玻璃基片上,并在一定温度下煅烧可得TiO₂薄膜。实验表明五次旋涂而得的TiO₂薄膜具有良好的光催化性能。DTA结果表明,该溶液在300℃开始发生分解形成无定型的TiO₂,在500℃的热解温度处理可得到锐钛矿型的TiO₂薄膜。组成为4ml钛酸丁酯,50mg的PEG和3ml乙酰丙酮的溶液在热解后具有最佳的光催化性能。掺杂Cu和Sn能改善TiO₂薄膜的光催化性能,AFM和XRD表明掺杂后可以改善薄膜的结晶性。采用水/SDBS/异戊醇/环己烷和水/OP-10/异戊醇/环己烷的微乳体系制备纳米TiO₂粉末。结果表明前驱体煅烧后得到的TiO₂颗粒尺寸与微乳水滴尺寸有一定关系。同时研究了TiO₂粉末在丁醇中的分散性,讨论了不同分散剂对于TiO₂粉末的分散效果。实验发现在常见溶剂中丁醇对于纳米TiO₂的分散效果较为理想。当分散剂三乙醇胺,吐温-80,SDBS,OP-10的重量百分数分别为1.4%,0.8%,0.8%,0.6%时,TiO₂悬浮液吸光度分别达到最大,颗粒平均粒径最小,Zeta电位最大,表明该悬浮体系达到了较好的分散稳定性。本文研究了在丁醇中用粉末电泳法制备TiO₂涂层,并进行光催化性能的表征。用电泳法沉积的TiO₂涂层,其沉积量与外加电压、时间近似成线性关系,但沉积到一定厚度后,无论是添加PEG还是未添加PEG,电泳沉积量不再线性增加。电泳沉积量随着悬浮液的浓度增大而增大,且在一定浓度范围内接近线性关系。添加粘结剂PEG后会明显地减少TiO₂的沉积量,但是光催化性能却大幅提高。随着TiO₂涂层的沉积量增大,降解甲基橙的光催化活性先增大,当涂层达到一定重量后,对甲基橙的降解率则会开始下降。最后还研究了由TiO₂颗粒和TiO₂溶胶组成的复合TiO₂溶胶,以及其电泳制备涂层的光催化性。实验发现复合溶胶的Zeta电位小于相应的溶胶Zeta电位。对于复合溶胶而言,随着PEG量的增加,其TiO₂的沉积量也增加;随着TiO₂粉末的浓度或TiO₂溶胶的浓度增加,其沉积量有一定的增加。对于溶胶在不同温度下煅烧制备的TiO₂粉末进行XRD表征,结果表明随着煅烧温度升高,粉末结晶程度提高,从200℃开始出现锐钛矿TiO₂晶相,在550℃出现金红石型TiO₂。光催化性能表明,由溶胶而得到的TiO₂涂层的光催化性能要好于复合TiO₂溶胶的光催化性能。