目前,有毒难降解的有机污染物（如卤代物、农药、染料等）对环境造成了严重的污染,已成为影响人类生存与健康的重大问题。由于光催化技术成本低,且能有效地将有机污染物降解为H₂O、CO₂无机离子等小分子,不发生二次污染,被各国的科研工作者在相关领域推广。作为N型半导体的纳米TiO₂具有良好的光催化活性,且价廉、无毒、化学稳定性好,紫外光照射下活性高等优点,在环保自清洁和环境监测方面具有很大的潜力,近年来倍受关注。然而制备纳米TiO₂一般需要高温烧结,但高温烧结容易产生一定的团聚现象,使其晶粒长大,表面积减少。导致纳米TiO₂的纳米效应得不到应有的发挥,降低了光催化活性。另外,高温热处理也容易导致纳米TiO₂薄膜皲裂,机械性能下降。本文是在低温下,采用溶胶-凝胶法和蒸发溶剂诱导TiO₂结晶法成功的制备了晶粒细小均匀、光催化活性较高的纳米TiO₂。同时讨论了工艺上各因素（陈化时间、水浴温度）对于所制备的纳米TiO₂的结构和性能的影响。得出最佳实验条件是:陈化时间3天;水浴温度90℃。又由于纳米TiO₂作为光催化剂,其带隙能较高,只有受到波长λ< 387nm的光（约占太阳光的5%）照射时,才能形成光生电子和空穴。并且光生电子-空穴极易复合,这就影响了纳米TiO₂对太阳光的利用率和其光催化性能的发挥。为了弥补纳米TiO₂的上述缺陷,拓宽纳米TiO₂的光相应范围,进一步提高其光催化性能,对纳米TiO₂进行了改性研究。本研究在低温的情况下,采用溶胶-凝胶法和蒸发溶剂诱导TiO₂结晶法成功制备了过渡金属Fe³⁺、Ag单掺杂以及Fe³⁺、Ag共掺杂的纳米TiO₂;非金属离子B³⁺、F-单掺杂以及B³⁺、F-共掺杂的纳米TiO₂;并且对低温和高温两种情况下所制备的掺杂有非金属S的纳米TiO₂进行了有效的比较。以有机染料酸性品红为光催化反应模型化合物,分析了制备、降解等工艺对酸性品红光催化降解的影响,从动力学角度分析了对酸性品红的降解过程。结果表明,采用溶胶-凝胶法和蒸发溶剂诱导TiO₂结晶法低温制备的纳米TiO₂的光催化性能较好,并且在掺杂离子后得到明显提高,离子共掺杂的光催化性能优于单掺杂的。具体的掺杂效果与掺杂元素的量有关。用场发射扫描电子显微镜（FE-SEM）、X射线衍射仪（XRD）、氮气吸附-脱附装置（BET）等表征手段对样品的形貌、结构以及比表面积进行了表征。适量的离子掺杂使得纳米TiO₂颗粒团聚度降低,粒径更小且比表面积更大,锐钛矿相所占比例增多。