TiO2半导体光催化技术作为一种绿色化学中环境污染物的治理方法已经引起了广泛的关注。它可以把很多有机物降解成CO2、H2O和小分子。本论文进行纳米TiO2光催化剂、金属离子掺杂TiO2光催化剂、TiO2基介孔材料、TiO2基抗菌膜的制备方法及性能研究，并应用组合化学技术对制备的TiO2光催化剂进行了高通量筛选。 第一，用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2光催化剂，得到的TiO2光催化剂粒径在40-60nm，外观呈球形，颗粒没有团聚现象。以罗丹明B溶液为模拟废水，进行光催化降解实验，表明纳米TiO2有良好的光催化剂活性。 第二，为了拓宽TiO2光催化剂的光谱利用范围，提高可见光催化活性，制备了14种金属离子掺杂TiO2光催化剂，通过研究掺杂离子的半径、电子构型、相应氧化物生成焓等对TiO2光催化性能的影响，筛选出Fe3+、V5+、W6+、Cr3+和Ag+等掺杂的TiO2在可见光下具有较好的催化活性。 第三，为了解决介孔TiO2高温煅烧容易破坏其介孔结构的问题，重点对介孔TiO2的合成方法进行研究。本工作的SG-HT-EISA法、纳米晶自组装技术和导向剂法制备介孔TiO2，是对传统制备方法的改进。用上述新方法合成了介孔TiO2、铁系金属掺杂介孔TiO2、硅掺杂介孔TiO2。它们均具有较好的孔道结构和较大的比表面积，多数呈锐钛矿相，这对于催化反应是非常有利的。Rhodamine B降解实验表明：具有代表性的meso-TiO2、 TiO2-SBA-15和TiO2-MCM-41几种介孔材料的催化活性均高于传统sol-gel法合成的TiO2光催化活性。 第四，首次采用液相沉积法（LPD）制备了透明的Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2抗菌膜。结构分析表明银纳米粒子呈微球状均匀分散在TiO2或TiO2-SiO2基质中。以E. coli和S. aureus为受试菌株，Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2膜表现出优异的抗菌性能。抗菌机理可能是由于Ag-TiO2和Ag/TiO2-SiO2膜能够缓慢释放Ag+离子所致。 第五，建立了一种组合化学中高通量筛选TiO2光催化剂的新方法。该方法具有简便、直观、快速，省时、可靠、经济等优点，可同时筛选大量催化剂。它是对传统筛选催化剂方法的重大改进，有可能成为优化催化反应的有效工具。