钛氧材料在光降解、光催化、能源储存等方面都有着较为广泛的应用,尤其是光电转换方面。在过去的十年中,钛氧簇(TOC)作为TiO2纳米颗粒的结构和反应模型吸引了广泛的研究兴趣。它们精确的结构信息为研究这些系统中的结构-性质关系和光催化机理提供了基础。过渡金属的掺杂或光敏有机配体修饰可以改变了钛氧簇的能带结构,使得钛氧化合物能够在低能量下被激发。目前关于过度金属掺杂的钛氧簇研究还不是很充分,且大多数杂金属TOCs的研究都集中在一些简单有机羧酸配体。本论文的工作主要是探索过渡金属和光敏材料共同修饰的钛氧簇的合成及其结构分析,并进一步探讨两者在光电转换中的协同作用。本论文的工作包括以下三个部分:(1)本文首先对近年来钛氧簇结构特别是金属元素掺杂的钛氧簇进行了介绍;例举了钛氧簇的应用发展;然后对钛氧簇合物在光催化、光电转化、荧光、生物应用等方面的应用进行了概述。(2)合成了含有不同的过渡金属元素和邻苯二酚的化合物:[Ti12M2O10(OEt)22(Cat)2(BA)4](M=Co,Mn,Ni,H2Cat=邻苯二酚,HBA=benzoic acid)。与大多数的球形钛氧簇结构不同的是化合物2-4具有独特的单层板状结构。通过将二氧化钛多孔电极板浸入钛氧簇的溶液中制备光电电极,制备出化合物1-4敏化的TiO2电极,并研究这些电极的光电流响应特性,探讨过渡金属和邻苯二酚的协同效应对光电性能的影响特性。(3)通过溶剂热法成功的将过渡金属联吡啶引入到钛氧大簇中,得到化合物[Ti17O28-(OiPr)16(Mbpy)2](M=Co,Mn,Ni,Cu)。该化合物的结构可当作由两个金属联吡啶修饰的Ti17簇。金属联吡啶的配位改变了 Ti17簇的能带结构,使得钛氧材料能在低能量下被激发,从而提高了其对光的吸收波长范围。(4)通过溶剂热法成功将5-磺基水杨酸引入到钛氧簇材料中,得到一系列的具有含硫配体的5-磺基水杨酸的化合物和簇合物:(Et3NH)5[Ti(ssal)3],[Ti4(H3ssal)2(OiPr)2(Hacac)2],[Ti6O3(H3ssal)2(OiPr)12(DMF)2],[Ti7O3(H3ssal)2(OiPr)12(Cat)],(Et3N=三乙胺,Hacac=乙酰丙酮,Cat=邻苯二酚)。通过X-射线单晶衍射技术得到其结构信息,并对5-磺基水杨酸的配位模式进行比较分析和归纳。