半导体光催化作为一门集光学、表面化学、催化化学、材料学和电化学于一体的综合性学科，其主要特征为半导体材料吸收太阳光产生具有极强氧化能力和还原能力的光生空穴和电子，并产生直接或间接的氧化或还原反应物种。半导体光催化技术的发现和应用使得丰富、清洁的太阳能可以有效地转化为化学能，从而给人类在解决日益严重的环境污染和能源危机等诸多问题上提供了一个理想的选择。在上百种光催化剂中，TiO₂因为自身毒性小、活性高、化学稳定性好、价廉易得以及无二次污染等优点备受人们的青睐。然而，我们仍在探索合成高效的光催化剂。就TiO₂体系而言，存在的主要缺点是较宽的禁带宽度即只能被紫外光激发和较低的量子效率。针对存在的实际问题，我们主要围绕探索新的制备方法并开发新型可见光响应的光催化剂来开展工作，主要研究掺杂组分和催化性能的内在联系、不同制备方法对催化效果的影响等。本论文开展了以下几部分工作：1、碳修饰核壳锐钛矿TiO₂光催化剂的合成及其光催化活性研究采用二次水热的方法制备了碳修饰核壳锐钛矿TiO₂，在保持TiO₂核壳结构的同时，又可以在可见光的驱动下发生光催化反应。讨论了碳的负载量、温度、形貌对光催化性能的影响，从而得到了最佳的制备条件。通过对合成样品的形貌和组成进行了表征，重点研究了这两者对催化结果的影响。该光催化剂在对RhB和对氯苯酚的降解表现出很高的催化活性。对机理进行了讨论。2、Ag/AgBr修饰的核壳锐钛矿TiO₂光催化剂的合成及其光催化性能的研究先利用醇热法制备核壳结构的TiO₂，再通过沉积沉淀法制备得到核壳结构的Ag/AgBr/TiO₂光催化剂。调变了Ag的负载量、光还原的时间以及形貌和组成。得到了最佳量的催化剂。并进行了一系列的表征。结果显示利用该方法可以得到核壳结构Ag/AgBr/TiO₂复合光催化剂，不仅保持了TiO₂核壳结构的完整性，并充分利用了Ag/AgBr的等离子体共振效应和核壳结构对光的多次反射效应的协同作用。进一步提高了对光的利用率。该光催化剂在MO的降解中显示出超高的光催化活性。3、TiO₂微米球的制备及其可见光催化机理的研究采用一种简单水热方法，以TiOSO₄为钛源，水作为溶剂，一步得到了TiO₂微米球。研究表明这种微米球在可见光下对染料和无色有机物均具有很好的光催化活性。并详细讨论了敏化作用，杂离子（SO42-）吸附，表面氧空位及中间能级对TiO₂可见光活性的影响。该探索为今后二氧化钛的机理研究提供了新的思路和启发。