随着世界范围内环境问题的日益严重，利用TiO₂光催化剂进行环境净化已经引起了广泛的重视。当前的应用主要集中在水和空气的净化和处理。然而，传统粉末光催化剂在应用中存在许多缺点，如反应过程中必须搅拌，反应后催化剂难于分离和回收等。TiO₂薄膜光催化剂可以克服这些缺点并拓展其工业用途，如用作抗菌陶瓷釉面砖、自洁净玻璃等。目前用作催化剂的TiO₂薄膜大多数采用溶胶—凝胶法制备，虽然这种成膜方法比较成熟，而且可以应用在生产中，但是又有一定的缺点，主要是所制备薄膜厚度不均匀，影响薄膜光学质量。 为了解决以往溶胶—凝胶法制备的TiO₂薄膜膜层质量不好的缺点，本论文对磁控溅射法在玻璃表面制备TiO₂薄膜作为生态自洁净玻璃材料进行了一系列探索与应用基础研究，包括TiO₂薄膜的磁控溅射法制备工艺、表面微观结构的控制、表面微观结构对TiO₂薄膜光催化性能、透光性影响等。用扫描电镜（SEM）观察了TiO₂薄膜的表面形貌，用X射线衍射（XRD）研究了TiO₂薄膜的晶型和晶粒尺寸，用X射线光电子能谱（XPS）研究了薄膜中元素的价态和组成，用紫外一可见光谱（UV-VIS）表征了TiO₂镀膜玻璃的透光率和吸收阈值，TiO₂镀膜玻璃的光催化活性通过采用紫外灯作为光源，光催化降解水溶液中的甲基橙进行表征。结果发现： 在氧气、氩气分压比不变的条件下，薄膜表面O和Ti原子比增大，这可能是由于溅射气压增大，而氧气与氩气比未变，真空室中氧气的绝对含量增加，参加反应的氧原子数增加的缘故造成的。随着溅射气压的增大，表面变得越来越粗糙，随着溅射气压的增加，薄膜降解甲基橙性能增强。当溅射气压较高时，TiO₂薄膜结构疏松，表面粗糙，比表面积增大。多孔结构使薄膜的光电化学反应面积增大，吸附水能力增强。紫外光照射下产生的电子-空穴对迁移到薄膜表面后，有足够的水分子及时地与空穴发生反应，不但减少了电子-空穴的复合机率，而且产生大量的强活性羟基，使薄膜的光催化性增强。 在紫外区，薄膜的吸光度急剧增大，而且，随着热处理温度的增加，吸收阈值发生轻微的“红移”。这种降低是由于薄膜物质的吸收所致。热处理温度在室温～550 OC范围内，随着热处理温度的增加，薄膜结晶度增大，薄膜降解甲基橙的性能增强。 磁控溅射制备TIO。中其它制备条件也对薄膜性能产生很大影响。薄膜沉积过程中，基片温度升高，晶粒生长，薄膜晶粒尺寸增大。但由于考虑设备寿命等因素，薄膜沉积时间短，膜层比较薄，光催化性能很差。随着溅射功率的增大，溅射速率增大。但在300 W以下，溅射功率增大，溅射速率增加较慢；当功率大于 300 W后，溅射速率增大变快，即存在一“阈值”。氧气分压的增大，维持同样溅射电流强度的靶阴极电压增大，薄膜的沉积速率逐渐减小。