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本文通过正交试验优化了TiCl4水解制备光活性纳米氧化钛溶胶的工艺条件，将该溶胶应用于透明聚合物-聚碳酸酯(PC)板表面，低温制备光催化超亲水透明薄膜，并详细研究了其结构和性能。本文还对传统的溶胶-凝胶工艺进行了改进，低温制备了纳米晶氧化钛薄膜，该薄膜能有效去除甲醛等空气污染物。
1.采用TiCl4水解反应体系，用正交试验设计实验方案，确定了纳米氧化钛溶胶的最佳制备条件，采用XRD、TEM、TG-DSC、BET等手段对样品进行表征，并通过亚甲基兰的降解评价样品的光催化活性，通过对涂膜表面接触角的测定表征样品的亲水性。结果表明：pH和温度是影响样品晶相组成的主要原因；纳米TiO2溶胶制备最佳条件为：pH=1、反应温度75℃、反应时间3小时、水/TiCl4体积比为15.6：1；所制样品粒径11nm左右，为锐钛矿相和金红石相的混晶，其中金红石相含量为40％，该样品具有较高的光催化活性。文中还分析了TiCl4水解过程中氧化钛晶核形成及生长机理。
2.采用3-APS和TEOS的共水解产物作为底涂层，TEOS和KH550共水解产物与氧化钛溶胶混合物作为涂布液，研究制备工艺条件对薄膜性能的影响，采用XRD、SEM、AFM和XPS等手段对薄膜进行表征，评价了薄膜的亲水/亲油性、防雾性能和透光性能，初步探讨了薄膜表面的超亲水机理，通过气相SO2的降解评价薄膜的光催化活性。结果表明，在90℃左右烘干2h，经紫外光激发3h，涂膜3层后可在PC板表面低温制备超亲水薄膜。该薄膜表面均匀平整，无裂痕，透光率在84％左右，与水的接触角最小可达4.4°，与液体石蜡接触角最小为6°，具有良好的超亲水和抗雾性能，对SO2的光催化降解率达98％以上。经XPS分析表明，由于薄膜表面形成了Ti-O-Si化学键的联结结构模型，提高了固载化的牢固性。
3.改进传统溶胶-凝胶法制备制膜工艺，低温制备透明纳米晶氧化钛薄膜。采用SEM、AFM和XRD对薄膜表面进行表征，通过甲醛降解实验评价薄膜净化空气性能。结果表明，该薄膜外观透明，主要为锐钛矿型结构，表面均匀平整，平均晶粒尺寸为16.6nm，涂膜3层，所得薄膜对甲醛的去除率达75％以上。