提高TiO₂的光催化效率，制备既具有高的光催化活性，又具有良好的亲水特性的TiO₂薄膜，是近年来光化学及光催化领域中研究的热点之一。本论文分别采用磁控溅射法和溶胶-凝胶法制备出了不同结构和组成的TiO₂系薄膜，并对其结构、特性进行了较系统的研究，同时还对超亲水性薄膜的中试生产工艺进行了初步研究，取得了如下成果： 1、进行了对磁控溅射法制备TiO₂薄膜工艺中的主要参数：阳极电压、溅射时间、阳极电流及靶的性质对所制备薄膜中的TiO₂晶型、颗粒大小及薄膜的厚度、形貌、光催化活性、亲水特性的影响的较详细研究，优化了磁控溅射制备条件及工艺参数，获得了制作具有超亲水性和较好光催化活性的TiO₂薄膜的较佳工艺条件，分别为： （1） 阳极电压取1.8kV，溅射时间取60min，靶由100％锐钛矿TiO₂经液压机压制而成（靶的参数：厚度9mm，直径53.5mm，质量34.92g，密度1.726g/cm³），阳极电流取I_max/4，其表面与水的接触角达到4⁰； （2） 阳极电压取1.2kV，溅射时间取80min，靶由100％锐钛矿TiO₂经液压机压制而成（靶的参数：厚度6.5mm，直径53.5mm，质量24.99g，密度1.71g/cm³），阳极电流取I_max时，其反应动力学常数为0.0192； 2、采用溶胶-凝胶法，制备出了TiO₂系的掺杂、复合、叠层、复合叠层膜，并对其制备条件及TiO₂系薄膜的光催化活性及亲水特性进行了研究，结果表明： （1） TiO₂薄膜的厚度、孔隙率和热处理温度等因素通过影响薄膜中的羟基含量、吸附性能、表面粗糙度而影响薄膜的光催化活性和亲水特性； （2） 少量银的掺杂有利于TiO₂薄膜表面羟基氧和桥氧含量的增加，使薄膜的亲水性能和光催化活性得以改善，但银的掺杂量增加到一定数量后，亲水性能变差。表面桥氧比羟基氧对薄膜亲水性能的影响更大，而对光催化活性的影响则是羟基氧更大； （3） TiO₂-SnO₂的复合膜、叠层膜及复合叠层膜的光催化活性及亲水性均优于纯TiO₂薄膜。对于TiO₂-SnO₂复合膜，当SnO₂的摩尔含量为10％时的复合膜的光催化活性最好，摩尔含量为1～5％时的复合膜的亲水性最好，并具有良好的亲水性长昆明理工大学博士学位论文摘要（4）（5）（6）期保持特性;对于TIO:/SnO:的叠层膜及复合叠层膜，表层为TIO:的叠层膜及复合叠层膜的光催化活性优于表层为SnO:的叠层膜及复合叠层膜。主要原因是SnO:有利于表面层TIO:的光生电子和空穴的分离，从而有利于TIO:光催化活性的提高。在FeZO3含量较少时，TIOZ一FeZO3复合膜的光催化活性优于纯TIO:薄膜，其原因可归因于不同能级半导体之间光生载流子的输运与分离。Fe20;的摩尔含量为0.5%时光催化活性最好;而在FeZO3的摩尔含量为0.05一0.1%时，获得了具有超亲水性能的复合薄膜;但FeZO3/TIO:的叠层膜及复合叠层膜的光催化活性及亲水性能均不理想，主要原因是FeZO3的存在具有光生载流子复合中心的作用。TIOZ一A120:复合膜的亲水性稍好于纯TIO:薄膜，但A12O:的加入不能提高TIOZ的光催化活性。热处理温度、薄膜厚度、孔隙率等因素对掺银的Tio:薄膜、TioZ一snoZ、TioZ一FeZo3复合薄膜光催化和亲水性能的影响与对纯TIO:薄膜的影响相似。 3、在本文所研究的膜材料及膜结构中，TiOz/(TiO2一A1203一SnO户复合叠层膜与同等条件下制得的纯TIO:膜及其它所薄膜相比，既具有高的光催化活性，又具有优良的超亲水特性，这是本论文最重要的研究结果。本论文首次提出采用复合叠层膜结构，为制备既具有高的光催化活性，又具有优良的超亲水特性的多功能薄膜找到了一种新的可能途径。 4、掺银TIOZ膜、TIOZ一SnOZ、TIOZ一FeZO3复合膜的亲水性，TIOZ一A12O3复合膜、TIO:与SnO:和TIO:与FeZO:的叠层膜以及TIOZ/（TIOZ+SnOZ+A12O;）多元复合叠层膜的光催化及亲水性的研究工作均未见报道，本文首次报道了这方面的工作，并对其光诱导超亲水性作用原理进行了分析讨论。5、以磁控溅射制备的TIO:薄膜为例，从理论上分析研究了TIO:薄膜的光学特性，获得了如下结果:（1） TIOZ薄膜的折射率与波长的关系:n0 .28798 x 1010==—十缨·2·’。86’（2） TIOZ薄膜的吸收系数与波长的关系:堪a1 .4675 x 105 兄23 .9296昆明理工大学博士学位论文摘要（3） Ti02薄膜厚度的计算公式:d= 入又22（nZ兄，一n】又2） 6、针对自清洁玻璃中试生产中的工艺特点及在实际使用中的性能要求，研究并初步获得了以玻璃为衬底的自清洁薄膜的中试制备工艺，以及自清洁玻璃的物理性能、亲水特性、化学与环境稳定性的表征与评价方法。