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光致电化学（photoelectrochemical,PEC）生物传感器由于其具有高灵敏度和特异性等优异特性,引起了研究者的极大关注。光电转换材料是PEC生物分析过程中的关键部件。光电转换材料可以增强PEC生物传感器检测的灵敏度和选择性。近年来,半导体纳米材料因其具有高化学稳定性和强的光催化活性等特点,受到研究者的关注与研究。二氧化钛（TiO2）是一种n型半导体材料,因其具有良好的光电转换性能,良好的生物相容性等性质,可将其应用于太阳能电池、气体传感、药物输送以及光致电化学分析等领域中。与普通的TiO2相比,介孔TiO2的比表面积高,其均匀的孔通道具有较多的活性位点,可以提高其对染料的负载以及污染物的吸附能力,这对光致电化学生物传感器、光伏电池以及光催化等领域具有潜在的意义。另外,利用稀土元素的掺杂、量子点敏化和复合纳米金等方法实现对介孔TiO2材料的改性,也可以提高材料的光电转换效率,从而稳定增强材料的光电流信号。本文主要对掺杂型介孔TiO2材料进行如下四个方面的研究:1.本实验采用软模板法制备了铕（Eu）掺杂型介孔TiO2纳米材料,将其旋涂在导电玻璃（ITO）上,利用电沉积法在ITO电极上沉积硫化镉量子点（CdS QDs）,构建了一种基于CdS/Eu-TiO2的免标记光致电免疫传感器,利用透射电镜（TEM）、扫描电镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、粉末X射线衍射（XRD）等技术对光致电材料进行了表征。采用戊二醛交联法将甲胎蛋白（AFP）抗体连接在光致电材料修饰的ITO电极上,利用AFP抗原与AFP抗体的特异性识别,实现对AFP抗原灵敏的定量检测。该免疫传感器对AFP抗原的线性检测范围为0.001-100 ng·mL-1,检出限为0.5 pg·mL-1。2.本实验构建了一种基于Au/Eu-TiO2的光致电适体传感器。Au/Eu-TiO2材料不仅可以显著提高光电流的强度,而且将材料的激发波长从紫外区红移至可见光区,有利于四环素（TET）的定量检测。利用适体的特异性识别作用将TET与TET的适体结合在Au/Eu-TiO2/ITO上,实现了对TET的定量检测。检测TET的线性范围为0.5-1000 nM,检测限为0.2 nM。3.构建了一种基于石墨烯（GO）复合Eu-TiO2掺杂型材料（GO/Eu-TiO2）的光致电适体传感器,用于癌胚抗原（CEA）的定量检测。研究表明,GO可以显著提高Eu-TiO2的光电流强度,而且将材料的激发波长从紫外区红移至可见光区。通过适体特异性识别作用将CEA抗原与CEA适体结合在GO/Eu-TiO2/ITO电极表面,可以实现对CEA的定量检测。该传感器对CEA抗原检测的线性范围为0.01-20 ng·mL-1,检测限为5 pg·mL-1。4.本实验对碘化银（AgI）掺杂型纳米介孔TiO2的制备及其光催化性能进行了研究。采用软膜板法,以钛酸丁酯为钛源,三嵌段共聚物P123为模板剂,制备了AgI-TiO2。利用N2吸附-脱附实验、XRD、XPS分析等方法对材料进行了结构表征。通过以甲基橙溶液为模拟有机污染物,进行光催化性能测试。结果表明TiO2掺杂了AgI之后光催化性能有着明显的提升,达到了材料改性的目的。