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半导体多相光催化技术在过去几十年中,作为一种绿色和可持续发展的技术得到了广泛的关注,主要是其具有解决能源和环境问题的潜力。为了获得高效的光催化剂,近年来在微纳结构上设计和制备了不同维度的半导体光催化剂。TiO2由于其具有生物相容性、强氧化能力、低成本和稳定性而被广泛研究。结果表明,在TiO2光催化剂中,由于吸附、光吸收和电荷分离的正协同效应,不同形貌的微纳结构可以提高其光降解效率。在本研究中,由于溶剂热方法低价和可用于大规模生产的潜在优势,我们尝试采用温和的溶剂热法制备微纳结构TiO2。在溶剂热反应体系中,通过控制反应时间、温度等,制备了不同形貌的微纳结构TiO2材料,并探究了制备微纳结构TiO2的主要影响因素。随后,还对制备出的微纳结构TiO2进行了表面修饰,探讨了乙酸螯合结构的具体影响。相应的研究工作主要包括:1、采用简单的溶剂热和焙烧方法,制备了不同形貌的微纳结构碳掺杂介孔TiO2光催化剂。通过多种表征方法,如SEM、TEM、XRD、N2吸脱附、XPS、ATR-FTIR、UV-Vis DRS、PL等,对催化剂结构和性能进行了表征分析。以苯酚为模拟污染物,评价了催化剂的光催化降解活性。结果表明,微纳结构TiO2被碳氧类物种掺杂,控制溶剂热时间可以控制样品形貌。随着溶剂热时间延长,TiO2的结晶度升高,微纳结构团聚程度增加,比表面积和孔径减小。形貌的变化可以改变催化剂的能带结构,导致价带边正向移动,增强光生空穴的氧化性,降低光生载流子复合率,进而提升光催化降解活性。2、以球形花状微纳结构TiO2为基础,采用乙酸对其进行表面修饰,采用多种方法对所得样品进行表征分析（如SEM、XRD、N2吸脱附、XPS、ATR-FTIR、UV-Vis DRS、PL等）,并以苯酚的降解程度评价其光催化活性。结果表明,所得样品均为纯锐钛矿相,修饰后及降解后样品的晶相和形貌并未发生改变。样品表面碳组分主要为碳氧类物种,以羧基螯合的形式与TiO2键合,并且经过三轮降解之后未发生明显变化仍然存在。经过表面修饰后样品禁带宽度明显缩减,在可见光区的吸收明显提高。同时,价带向正方向移动,增强了光生空穴的氧化性。修饰后样品光生载流子复合率显著降低。光催化降解结果表明,碳修饰微纳结构TiO2光催化剂具有较高的降解活性和良好的稳定性。