以TiO2 为代表的光催化氧化技术因有望解决日益严重的环境与能源问题,而受到广泛关注。文献报道,具有分级结构的TiO2(如空心球)具有更好的光利用效率,但是其制备技术面临挑战。最近,Xie 等报道了由二氟氧钛高温煅烧制备高能面二氧化钛空心纳米盒的方法,但该方法耗能高。我们成功利用微波法快速制备前驱体TiOF2,详细研究了TiOF2 溶剂热转变为具有多级结构的空盒高能面TiO2 的过程。通过溶剂热法,以微波法快速制备的TiOF2 前驱体,制备了由暴露高能{001}面的TiO2 多级分级结构空心纳米盒,其溶剂热温度仅为180℃,反应时间也仅需3 小时。在研究其形成过程中发现,TiOF2 的转变是从其立方体边、角部位开始进行的。水在TiOF2 的转变和形成高能{001}面TiO2 的过程中起到了决定性的作用,只有当少量的水参与原位反应时,才能形成高能面。延长反应时间的情况下,形成的空心盒会进一步瓦解成为暴露高能面的纳米片。由于特殊的多级分级结构以及暴露了高能{001}面,空心纳米盒在紫外光催化产生·OH 方面的能力比高能面纳米片高出很多,甚至比商用P25 还要高出40％,显示了良好的光催化能力。