本文以TiO₂薄膜为主要研究对象,在研究其制备工艺的同时为实现提高TiO₂薄膜的可见光光催化活性的目的进行了一系列的实验,其中包括混晶结构TiO₂薄膜,N掺杂TiO₂薄膜和TiO₂/ZnO复合薄膜的制备。深入的研究了各种薄膜的光催化机理。实验通过一种成本较低操作简便的脉冲激光沉积技术成功的获得了纳米锐钛矿型TiO₂薄膜。用脉冲激光沉积法制备得到了具有最佳光催化活性的锐钛矿型TiO₂的最佳工艺条件:氧压5～10Pa,基底温度600°C。为了提高薄膜对太阳光的利用率及薄膜的光催化效率,实验利用在氧气气氛下的高温退火方法得到了具有混晶结构的纳米TiO₂薄膜,这种具有混晶结构的薄膜拥有较小的禁带宽度因而大大扩展了薄膜对可见光的响应范围,从而提高了薄膜的光催化效率。同时由于两种晶型具有不同的禁带能,通过引入的机制模型分析,由于这种特殊的结构有效的抑制了电子和空穴的复合,从而提高了光降解的效率。实验通过在N₂气气氛下烧蚀TiO₂靶得到了N掺杂TiO₂薄膜。N的掺入为薄膜提供了缺陷能级,因而降低了电子的激发能量而扩大了波长响应范围进而得到了具有较高光催化活性的薄膜。而纳米TiO₂/ZnO复合薄膜的光降解效率的提高则是依靠促进受激电子的迁移而降低电子空穴复合的几率来实现的。