本文致力于稀土镨掺杂纳米TiO₂光催化剂的改性研究。采用传统的溶胶-凝胶法制备了均匀掺镨二氧化钛粉末（x%Pr-TiO₂）；另外，将均匀掺镨二氧化钛粉末投入到纯TiO₂溶胶中，经风干、煅烧后，制得高活性8TiO₂/x%Pr-TiO₂（8代表TiO₂与x%Pr-TiO₂的质量比）非均匀光催化剂。在紫外光照射下，以5mg/L的甲基橙溶液为目标降解物，研究了掺杂方式、Pr离子浓度对样品光催化活性的影响。通过XPS、BET、UV-Vis漫反射、XRD、TEM、FS等分析手段对催化剂的晶体结构、光吸收吸能、比表面积和表面形貌等进行了表征。通过测定掺杂不同镨离子浓度的Pr-TiO₂电极在不同偏压下的交流阻抗图，考察掺镨后二氧化钛电极的平带电势和载流子浓度的变化，并以此探讨样品光催化活性改变的原因。结果表明：（1）采用均匀掺杂方式制备的x%Pr-TiO₂光催化剂的催化活性的提升效果不理想，当掺杂量较低时，随着掺杂量的增加，TiO₂的催化活性逐步提升；当掺杂浓度达到一定量后，继续增大掺杂量，催化剂的活性反而下降。采用非均匀掺杂方式制备的8TiO₂/x%Pr-TiO₂催化剂，光催化活性明显提高。非均匀掺杂中8TiO₂/0.05%Pr-TiO₂(8为TiO₂与Pr-TiO₂的质量比，0.05%表示Pr³⁺与Ti的摩尔比)，表现出最优的催化活性，是纯纳米TiO₂催化活性的3.6倍。（2）无论是均匀掺杂还是非均匀掺杂的样品，对紫外光的吸收都有不同程度的红移现象，紫外光的吸收增强。（3） XRD图谱结果显示：经过450℃下制备的样品均为锐钛矿型，同时并未发现含镨化合物相。（4）样品的XPS测试表明催化剂主要由Ti，C和O组成。其中O1s由529.6和531.4ev的两个峰叠加而成。XPS测试并未发现镨峰，可能是因为浓度过低未能检出。（5） FS结果可以看出，随着掺杂离子浓度的增加，催化剂的荧光强度不断降低。另外，采取不同掺杂方式、掺杂浓度得到的掺镨TiO₂的荧光峰的位置基本一致。（6）所有的氮吸附–脱附曲线都属于Ⅳ型等温线，两种掺杂方式制备的催化剂的比表面积与纯样品相比较，增加了10-30%。孔的直径范围为3-11nm，平均孔径为4.5-8nm。（7）施加不同偏压，测定掺杂不同镨离子浓度的Pr-TiO₂电极的交流阻抗图，从而得到随外加偏压改变而变化的半导体空间电荷层的电容值。采用Mott-Schottky作图法（即由Csc-2对V作图），进而求得Pr-TiO₂电极的平带电势Vfb和载流子浓度ND，并以此探讨催化剂光催化活性改变的原因。