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光催化技术是一种高效、清洁的治理环境污染的技术，在未来有着广阔的应用前景。在众多的半导体中，TiO2具有化学性质稳定、无毒、成本低、适合的导带电位等优点，是目前最为常见的光催化剂。但粉末形态的TiO2在催化体系中为悬浮相，容易中毒，回收困难，限制其推广应用。将TiO2担载到载体（如玻璃、金属、陶瓷等材料）上，制成TiO2薄膜，方便其回收和重复利用。目前，薄膜形态TiO2的比表面积较小是限制这一技术发展的主要原因。因此，提高薄膜形态TiO2的比表面积，并对担载的载体进行优化，从而提高薄膜形态TiO2的催化效率是TiO2光催化技术未来发展的一个方向。 针对薄膜形态TiO2比表面积低、催化效果差这一问题，本文采用商用的硅作为担载时的载体，通过刻蚀得到具有微纳复合结构的表面，并在这一表面生长TiO2，通过不同的水热反应时间及煅烧温度来控制TiO2的表面形貌，从而提高其催化效率。通过SEM，XRD，紫外-可见漫反射吸收光谱等表征手段对样品特性进行表征，并对担载的薄膜形态TiO2进行光催化性能测试，测试其催化分解甲基橙和亚甲基蓝的效果。 本论文主要围绕以下三个方面展开讨论: (1)发展了一种简单、廉价的制备大面积的具有微纳复合结构的硅基底方法，通过紫外-可见漫反射吸收光谱的表征，所制备的结构展示出很好的抗反射性能，对光的反射率可以由35％降低到5％，进而增加了TiO2薄膜表面对光的吸收效率。从扫描电子显微镜的表征中，可以看出该微纳复合结构具有较高的比表面积，提高了TiO2薄膜的担载量及增加了TiO2薄膜与反应物的接触面积，进而提高了光催化的性能。 (2)采用化学生长法在微纳复合结构基底表面制备TiO2薄膜。由于Si-H键与TiCl4反应的△G＜0，说明在常温的条件下该反应能自发进行。经过反复水解及生长，形成交织化的钛醇薄膜，与溶胶．凝胶法制备TiO2的过程相类似。将制备有钛醇薄膜的硅基底放入装有钛酸四丁酯、冰醋酸和去离子水组成的混合溶液的反应釜中，加热制备TiO2薄膜。通过对制备时间及煅烧温度的控制，从而调控TiO2薄膜的表面形貌，进而提高光催化降解有机物的效率。 (3)通过光催化降解甲基橙的效果来判定TiO2薄膜的光催化性能。研究不同基底、TiO2薄膜合成条件等对光催化效果的影响。通过对测试结果的分析发现:担载基底表面的比表面积越大、吸光性越强的TiO2薄膜的光催化效果越好;从反应的动力学数据分析，搅拌可以加快催化的反应进程，但搅拌的速度达到一定程度时，催化速率达到平衡。