光催化技术被认为是21世纪最具应用前景的环保技术。TiO₂是一种应用广泛的半导体光催化剂，因其具有无毒、廉价、稳定性好等优点，但迄今为止仍难以推广实用化。一方面，它的带隙较宽，只能吸收太阳光中比例较少的紫外光；另一方面，它的光生电子-空穴复合率较高，量子效率较低。因此，提高TiO₂的量子效率对其实用化具有重要意义。一般认为，氧气捕获光生电子是光催化过程中重要的反应，提高样品表面的氧气含量将有利于电荷分离效率的提高。基于以上分析，本论文研究了酸性物质和二氧化硅的修饰对P25型TiO₂的表面氧吸附性能的影响，旨在发展一种基于O₂吸附能力提高的策略，试图提高光催化活性并揭示其机制。具体内容如下：利用湿化学法实现酸性物质（如磷酸、磷酸盐、硫酸及硝酸）对TiO₂的表面修饰，重点揭示样品表面酸性的改变对氧吸附性能的影响。研究结果表明：酸修饰增强了样品表面酸性，而表面酸性的增加能够加强TiO₂的氧气吸附性能，促进氧气捕获光生电子，提高光生电荷的分离效率，最终提高其光催化活性。利用SiO₂溶胶及引入F127的SiO₂溶胶对TiO₂进行表面修饰，重点研究样品的比表面积对氧吸附性能及光催化活性的影响。结果表明SiO₂的修饰增强了样品对氧气的吸附，这主要源于样品比表面积的增大。基于稳态光伏（SS-SPS）和瞬态光伏（TS-SPV）的结果，氧气吸附量的增加提高了光生电荷的分离效率，同时促进了羟基自由基的产生，使光催化活性得以提高。F127的引入进一步提高了SiO₂修饰样品的比表面积，进而提高了其吸附氧的能力及光催化活性。本研究工作为设计合成高性能的TiO₂基光催化材料提供了可借鉴的方法与思路，增强表面氧吸附性能是提高光催化活性的可行手段。