TiO2的光催化性质主要是因为光生载流子的生成——吸收了相应禁带能的紫外线使得电子激发形成空穴与电子。这样，价带上产生的光生空穴就转移到了表面，并且与吸附的水分子结合进一步生成羟基自由基[2]，就这样它们将氧化附近的有机分子。事实上，不仅光生空穴有活动，光生电子也参与了整个复杂过程——电子与氧分子结合产生超氧自由基阴离子。

此外，在紫外光照条件下，TiO2表面结构发生变化，使得TiO2表面润湿性为超亲水性。由于紫外光线的照射，TiO2表面形成的空穴与氧离子反应，形成氧空位；氧空位吸附空气中的解离水，形成化学吸附水；化学吸附水继续吸附空气中的水，形成物理吸附层。使得其表现为超亲水性。

纳米TiO2由于耐光腐蚀、耐酸碱和环保无毒等特性受到关注。其中纳米球状TiO2，其比表面积高，由于孔结构接触面积大，能提高物质的吸收转化速率，使得光吸收能力加强，具有较好的光催化性能，是太阳能电池制作的良好材料[3]。

此外，TiO2薄膜具有高折射率、高介电常数、良好的机械性能和化学稳定性，在光学器件、保护涂层、扩散阻挡层等方面有着广泛的应用[4]。且TiO2纳米薄膜，其表面平整，厚度小，与基底结合牢固，相较与TiO2粉体更易回收，因此学者对于制备纳米TiO2薄膜十分重视。目前制备TiO2薄膜的方法有：化学液相法（包含溶胶-凝胶（sol-gel）法、水热法），物理气相沉积法、化学气相沉积法、电化学沉积法、热分解法和磁控溅射法等。作为一种条件温和的制备方法，sol-gel反应温度低，工艺简单，多数研究者采用此法，本文制备TiO2复合薄膜所采用的方法也为此法。

1。1。2 TiO2改性技术简介[5]

光催化剂作为光催化过程的关键部分，对于催化剂的改性可提高光催化的活性。由于晶体结构、表面羟基浓度、能带结构等因素均能影响TiO2的光催化活性，且TiO2有较高的复合率影响催化效率，同时由于TiO2主要吸收紫外光区的光，其利用率较低。因此增大空穴以及电子的产率，可以减少其复合率，以达到提高催化率的目的从而制备得到高活性TiO2光催化剂。

常用的TiO2改性技术有：论文网 

（1） 贵金属沉积法：

根据热力学统计，由于TiO2的空穴与光电子的费米能级相较于贵金属高，电子会从较高的费米能级转移至较低的费米能级，即跑向贵金属，使得贵金属的费米能级逐渐提高直至两者的费米能级达到一致，从而抑制空穴与电子的复合，以达到降低复合率的目的。Pt、Ag、Au等均为常用的贵金属。

（2） 过渡金属离子掺杂：

通过溶胶-凝胶(sol-gel)法、离子注入法、浸渍等方法，使得TiO2掺杂。其中掺杂离子的电位、掺杂离子的电子轨道构型以及掺杂离子的浓度等方面因素，均会对TiO2光催化活性产生影响。

（3） 表面光敏化：

将活性有机物吸附于表面，使得光吸收范围从紫外区红移，从而提高太阳光利用率。此外，常用的TiO2改性技术有：复合半导体、表面螯合作用、加入电子捕获剂。近年，又出现一些新的改性技术[6]：如与吸附剂的复合、与粘土交联复合、炭黑改性TiO2薄膜光催化剂、加入强氧化剂、过氧化氢改性和表面多孔化等。

1。2 TiO2的润湿性模式

1。2。1 材料表面的润湿性

润湿，由固-气界面转变为固-液界面的现象，液体在固体表面扩展的能力即为润湿性（wettability）。