纳米TiO₂是一种重要的无机功能材料,在染料敏化太阳能电池、光催化降解有机物、气敏传感器及光解水制氢等方面有着潜在的应用价值。纳米TiO₂多孔材料因其具有大比表面积、高的表面活性及灵敏性等独特结构及优异性能,受到了科技界的广泛关注。因此对纳米TiO₂多孔材料的制备及应用进行系统研究具有十分重要的意义。论文所做的工作分述如下:（1）采用射频磁控溅射法,以掺氟SnO₂ （FTO）导电玻璃为基底沉积纯Ti膜,并将其作为阳极,在NH4F/乙二醇溶液中进行恒压电化学阳极氧化,制得具有三维网状结构的混晶纳米TiO₂多孔膜。详细探讨了阳极氧化电压、电解液浓度及pH值等对纳米TiO₂多孔膜表面形貌及光电转化性能的影响。研究表明,在最佳制备工艺条件下,即NH4F/乙二醇电解液中NH4F浓度为0.5 wt%,pH为5.0,阳极氧化电压为30 V时,可制得三维网状结构TiO₂纳米多孔膜,其连通性强,孔隙率高,比表面积大,具有较强的光电转化效率。（2）以纯Ti片为阳极,在NH4F/乙二醇电解液中进行恒压电化学阳极氧化制得纳米TiO₂多孔膜,采用二次阳极氧化对其形貌进行改善,以Fe³⁺对其进行掺杂改性,探讨了微观形貌及掺杂改性对材料光催化性能的影响。研究结果表明,二次阳极氧化后样品的表面无覆盖物,纳米孔的有序性有所改善,孔径分布均匀,表现出较强的光催化性能,光催化反应150 min后,样品对甲基橙降解率可达52.02%;Fe³⁺掺杂样品因掺入的Fe³⁺属于d轨道未充满的可变价离子,既可以俘获光生电子也可俘获光生空穴,加快了载流子的分离与传输,使Fe³⁺掺杂纳米TiO₂多孔膜表现出优异的光催化性能,光催化反应150 min后,样品对甲基橙降解率可达60.02%。（3）以钛酸四正丁酯（Ti（OC4H9）4）为钛源,Gd（NO3）3为Gd源,多壁碳纳米管为模板,尿素为沉淀剂,可溶性淀粉为阻聚剂,采用模板法辅助均匀沉淀法自组装合成了Gd³⁺掺杂纳米TiO₂介孔材料。研究结果表明,样品为孔径分布相对较窄（10.8¹5.6nm）、比表面积较大的介孔材料。Gd掺杂并没有改变介孔材料中TiO₂的晶型。Gd掺杂样品对可见光的响应普遍增强,并表现出较强的光催化性能。光催化结果表明,当Gd掺杂量为0.12 mol%时,光催化反应150 min后,样品对甲基橙降解率可达到97.3%。