二氧化钛(TiO2)由于具有化学性质稳定、抗光腐蚀、无毒和成本低等优点，在光电转化和光催化领域具有广阔的应用前景。然而，TiO2的禁带宽度较大(3.0-3.2 eV)，只能被波长小于387nm的紫外光激发，且光生电子和空穴易复合，因此限制了其在光催化领域的广泛应用。为了增强TiO2可见光吸收和提高TiO2光催化效率，本论文采用溶胶.凝胶法制备了一系列B、C、N、C-N掺杂TiO2，采用高温分解法制备了N-F共掺杂TiO2，采用吸附法制备了锌卟啉修饰的N掺杂TiO2。通过TG-DTA、XRD、TEM、XPS、FT-IR和UV-Vis光谱等手段来考察非金属掺杂TiO2的组成和结构，并研究了其光催化特性。 第一，采用溶胶.凝胶法制备了B-TiO2，并对其结构和催化特性进行了研究。研究结果表明：掺杂的B元素以B3+的形式进入了TiO2晶格的间隙，形成了Ti-O—B结构：B元素的存在可有效抑制TiO2颗粒的生长，促进TiO2从锐钛矿向金红石的相转变。但当B掺杂量过大时会在TiO2颗粒表面形成B2O3，从而抑制TiO2相转化：采用NADH的再生体系来评价B-TiO2在紫外光下的光催化活性，发现其光催化活性均高于未掺杂TiO2，这是由于B掺杂提高了TiO2的禁带宽度和紫外光吸收。当B和Ti的原子比达到5 at.％时，再生效率最高，达到了94％。 第二，采用溶胶-凝胶法制备了C-N-TiO2，并对其结构和光催化特性进行了研究。研究结果表明：N原子取代TiO2晶格中氧原子，形成了N2p能带，从而降低TiO2的禁带宽度，提高TiO2对可见光的吸收。而C原子不能进入TiO2晶格，而是在TiO2颗粒表面形成活性炭和碳氧化合物的复合物薄层，该为层有类似染料敏化剂的作用，可增强可见光吸收；C和N掺杂均可抑制TiO2颗粒的生长，其中，C掺杂作用更明显：采用亚甲基蓝降解体系比较不同掺杂量的C-TiO2、N-TiO2和C-N-TiO2在可见光下的光催化活性，由于掺杂的C和N元素的协同效应，C-N-TiO2表现出比单掺杂TiO2更高的可见光催化活性。 第三，采用高温煅烧(NH4)2TiF6法制备了N-F-TiO2，并对其结构和光催化特性进行了研究。研究结果表明：随着煅烧温度升高和煅烧时间延长，(NH4)2TiF6先分解为NH4TiOF3和TiOF2，而后逐渐转变成锐钛矿型N-F-TiO2。硼酸作为氧源可促进TiO2的形成，提高TiO2的结晶度和产率：N和F原子取代了TiO2晶体中的氧原子，且掺杂效率比溶胶-凝胶法高。此外，掺杂N原子提高了TiO2的可见光吸收，掺杂F原了增加了TiO2的表面酸性和活性位点，因此N和F共同掺杂会产生协同效应；亚甲基蓝可见光催化降解实验表明，所合成的N-F-TiO2表现比商业化产品Degussa P25更高的光催化活性。 第四，采用吸附法制备了锌卟啉修饰的N-TiO2，并对其结构和光催化特性进行了研究。研究结果表明：由于羧基的存在，ZnTCPP(四羧基苯基锌卟啉)和TiO2发生配合形成C-O-Ti键，使得ZnTCPP更容易吸附在N-TiO2的表面：亚甲基蓝可见光催化实验表明，由于吸附的染料分子和N掺杂的协同效应，ZnTCPP修饰的TiO2表现出比N-TiO2和ZnTCPP修饰的纯TiO2更高的光催化活性。