本文针对当前TiO₂薄膜的低温制备及固化技术相对落后的研究开发现状,以及当前自清洁薄膜制备工艺复杂、能耗大的弊端,对溶胶—凝胶法低温制备TiO₂薄膜工艺进行改进,常温固化制得具有较高光致性能的透明TiO₂-SiO₂自清洁薄膜,薄膜与基板附着力强。以TiCl4、氨水、H2O2等为原料,通过水解、沉淀、胶溶、络合、回流等步骤低温制备纳米TiO₂水溶胶。采用正交试验法,以水溶胶对甲基橙的降解率为考察指标,对TiO₂水溶胶低温制备工艺进行优化,并研究各因素对水溶胶光催化活性的影响。结果表明:pH值对水溶胶光催化活性的影响最显著,其次是回流温度、回流时间,TiCl4与加入的蒸馏水体积比的影响最小。推荐优选工艺条件是pH值8⁹、回流温度80℃、回流时间8¹0 h、TiCl4与加入的蒸馏水体积比1:100。制备的水溶胶采用X射线衍射、扫描电镜、紫外—可见光吸收光谱等测试手段进行表征。结果表明:水溶胶中含有纳米针锐钛矿型晶粒,晶粒沿锐钛矿晶格c轴择优生长,形貌一致、分散性好;水溶胶的吸收边红移至470 nm;随回流时间的延长和回流温度的升高,水溶胶中锐钛矿型晶粒长大,水溶胶的光催化活性先提高再降低;80℃回流10 h的水溶胶光催化活性最好,25 W紫外灯照射下对10 mg/l甲基橙溶液60 min降解率达到87.7 %。采用环境扫描电子显微镜、原子力显微镜、傅立叶变换红外光谱、紫外—可见光吸收光谱等测试手段对浸渍—提拉法室温下在玻璃基板上制得的薄膜进行测试。结果表明:薄膜中粒子分布均匀,无孔洞,无龟裂;薄膜中颗粒粒径比水溶胶中TiO₂粒子粒径大得多,且形貌发生了变化,由针状变成了类球状;可见光区,TiO₂薄膜透过率均大于80 %,热处理使薄膜中粒子团聚或长大,会对薄膜透过率、光致性能产生不利影响;可见光区,TiO₂-SiO₂系列薄膜透过率均大于75 %,SiO₂摩尔分数为20 %的薄膜透过率接近100 %;TiO₂-SiO₂系列薄膜中,TiO₂和SiO₂分别单独成相,并有Ti-O-Si键形成,存在部分复合氧化物;薄膜表面呈现峰峦状结构,随掺杂量增加,粗糙度明显提高;TiO₂-SiO₂系列复合薄膜光催化活性随掺杂量增加有所下降;SiO₂摩尔分数为10 %和20 %的薄膜具有良好的超亲水性能;掺杂SiO₂使薄膜与玻璃基板附着力显著增强。