近年来,为解决世界性的环境污染问题和能源危机,人们越来越多的把目光聚集到光催化剂二氧化钛上。由于二氧化钛具有低毒、易合成、长期稳定、效率高和价格低廉等特点,符合工业生产的必要条件,但是其只对范围很窄的紫外光具有光催化活性又限制了进一步的大规模工业应用。从2001年以来,许多学者都致力于研究如何通过金属离子和非金属离子掺杂二氧化钛来提高其光催化活性,取得了丰硕的科研成果。本文的主要内容是系统研究两种掺杂改性二氧化钛的方法——铁掺杂二氧化钛和氮掺杂二氧化钛,揭示了不同掺杂元素对于二氧化钛结构和光吸收特性的影响,获得了如下结果：1.我们利用同步辐射X射线吸收精细结构谱学(XAFS)和紫外可见光谱研究了溶胶凝胶法制备的铁掺杂二氧化钛样品,发现掺杂的铁原子取代了锐钛矿晶格中的钛原子,进而导致了样品结构性缺陷的形成,并在能带之间出现了新的中间能级,最终导致了带隙的缩小和光的吸收向可见光方向的转移。2.我们利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外可见光能谱(UV-Vis)研究了沉淀法制备的氮掺杂二氧化钛样品,发现掺杂的氮原子以填隙掺杂的形式存在于二氧化钛的晶格中,降低了二氧化钛的相转变温度,N的2p态会和O的2p态形成混合态,直接导致带隙变窄,进而提高了二氧化钛样品的光催化活性。