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光阳极是光电催化技术的关键,但是目前光阳极存在光催化层结合差、比表面积小,负载的TiO2光催化效率低等问题。采用微弧氧化技术可在钛基体上原位生长出Ti-TiO2光阳极,但薄膜TiO2依然存在光催化效率不足问题。基于此,本文采用微弧氧化技术,通过在电解液中添加钒盐,在TC4钛合金基体上制备V添加TiO2陶瓷层,探讨V添加对TiO2陶瓷层光催化性能的影响机制。研究结果如下:V添加量为12.60at.%可形成以非晶为主的黑色陶瓷层:经500℃×1h 退火处理后,V添加TiO2陶瓷层Lab值由18.55变为26.73,但仍为黑色系,陶瓷层物相以锐钛矿和金红石型TiO2为主,同时还有少量V2O5,XPS分析V元素的价态可知,V5+占V元素的69.35%,其余的30.65%为V3+。相比于微弧氧化TiO2陶瓷层,V-TiO2陶瓷层在紫外-可见光照射下的吸收率为95%,光波响应范围从388.0nm的紫外区域拓展至733.7nm的可见光区域内,因此具有良好的光催化性能。在400～760nm日光灯下,V-TiO2陶瓷层k值是0.06281,t0.5为9.46,TiO2陶瓷层的降解速率提高了 14.67倍;在200～400nm的紫外光源下,V-TiO2陶瓷层k值是0.11905,t0.5为4.98,比TiO2陶瓷层降解速率提高了4.37倍;在200～760nm氙灯下,泡沫钛基体上制备的V-TiO2陶瓷层k值是0.32879,t0.5为1.81,比光滑钛基体上制备的V-TiO2陶瓷层降解速率提高了 1.23倍;当对泡沫钛基体上制备的V添加Ti-TiO2光阳极施加1.0V的偏压时,k值是0.43877,t0.5为0.91,比未施加偏压的V添加Ti-TiO:光阳极降解速率提高了1.99倍。V添加提高微弧氧化TiO2陶瓷层光催化效率的机制是由于:V3+阳离子取代了TiO2中Ti4+的位置形成缺陷固溶体,TiO2陶瓷层的价带顶位置由2.91eV变为1.41eV,导电底位置由-0.29eV改变为-0.28eV,从而将TiO2陶瓷层的禁带宽度减小至1.69eV,将可吸收波长延长至可见光范围;而V5+以V2O5与TiO2形成TiO2/V2O5复合半导体,陶瓷层中除了TiO2半导体外,还存在着导带（0.28ev）和价带（3.00ev）的V2O5,这样TiO2上光生电子迁移到V2O5导带,而V2O5上的光生空穴迁移到TiO2价带,使光生电子和空穴分别处于不同的半导体上,有效减少了光生电子-空穴的复合,提高了V添加TiO2陶瓷层的光量子效率。