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光催化技术是一种治理环境污染的新技术，但由于存在2个瓶颈问题（光催化活性需要紫外光激发及量子转换效率低）而制约了其推广应用。围绕上述问题，国内外开展了大量的改性研究并取得了一定的成果，尤其是近年来开始重视该方面的理论研究，这对推动光催化技术的发展起到了重要作用。介绍了本课题组及文献报道的对离子掺杂锐钛矿相TiO2光催化材料理论研究方面取得的主要结果，总结了不同离子掺杂及共掺杂对TiO2晶体结构、电子结构、光学性质和光催化性能的影响规律，提出了如何选择合适的掺杂离子以便有效地提高TiO2光催化性能的方法。