自从1972年日本科学家Fujishima和Honda发现在TiO₂电极上光解水制氢以来,光催化技术受到了越来越广泛的关注。TiO₂由于其独特的化学稳定性、无毒和廉价等优点,已经在降解水和空气污染物中显示出巨大的潜力。但是由于其禁带宽度较大（3.2eV）,只能吸收太阳光中的紫外光部分,而上述波段的光能量仅占太阳光总能量的5%,导致其利用太阳能的效率较低。为了提高TiO₂的量子产率,研究人员采取了很多有效的方法,如金属离子掺杂,非金属掺杂,染料敏化以及形成复合氧化物等,从根本上提高其利用太阳能的效率。本文通过超声喷雾热解法（USP）制备出一系列Ti_1-xZr_xO₂固溶体（x=0.000,0.045,0.090,0.135和0.180）光催化剂。对所得样品进行了XRD,SEM,TEM,BET以及UV-vis漫反射表征。实验结果表明,所得产物具有核壳状微球结构,球的直径分布在几百个纳米到几个微米的范围之内:由于TiO₂晶格中部分Ti⁴⁺被Zr⁴⁺取代,固溶体的能带发生了蓝移。以罗丹明B（RhB）为目标污染物,在模拟太阳光照射的条件下,研究了该系列固溶体光催化剂光催化活性差异,并提出了可能的催化反应机理。该制备方法简便省时,易于操作,适合规模化制备固溶体光催化剂。在制备出Ti_1-xZr_xO₂固溶体高效光催化剂基础之上,本文进一步通过超声喷雾热解法得到具有可见光活性的碳掺杂的Ti_0.91Zr_0.09O₂固溶体光催化剂,并进行了一系列的表征。实验结果表明,通过碳掺杂,成功地将固溶体的光吸收范围拓展至可见光区域,并能在可见光条件下有效光催化降解罗丹明B。文章分析了不同的反应条件对产物形貌和性能的影响。