本论文通过溶剂热法制备得到暴露{001}晶面的TiO2纳米片,并在此基础上进行氢化、负载Ag、复合SnO2等实验。通过各种仪器及测试手段对样品的形貌、结构、性能进行表征。研究了 TiO2纳米片及其氢化、负载Ag样品降解甲基橙(MO)染料的光催化性能,分析了表面结构对光催化性能的影响;研究了纯TiO2纳米片及不同比例的Sn1-xTixO2复合纳米片对甲醛等还原性液体蒸气的传感响应,分析了表面结构对传感性能的影响;提出氢化及负载贵金属等表面修饰方法增强光催化性能在分子水平上的机制和复合材料传感性能增强的物理机制。具体研究结果如下:(l)以钛酸丁酯(Ti(OBu)4)为钛源,氢氟酸(HF)为形貌控制剂,通过溶剂热法得到暴露{001}晶面的TiO2纳米片。然后在600℃下对其进行不同时间的氢化处理,得到氢化TiO2纳米片(TiO2-H),随后使用不同浓度的硝酸银-乙醇溶液在其{001}晶面上负载不同质量分数的Ag纳米颗粒(TiO2-H-Ag)。研究发现氢化TiO2纳米片比纯TiO2具有增强的光催化降解MO染料的性能,氢化后负载Ag使其光催化性能进一步提高。当负载量达到1 wt%时,负载Ag的氢化TiO2纳米片表现出最佳的光催化性能。TiO2{001}晶面的原子结构通过周期密度泛函理论(DFT)计算得到,并在此基础上研究了晶体结构对性能的影响,提出了 TiO2极性{001}晶面间的电荷分离模型,使人们更加清楚地理解光催化性能增强的物理机制。(2)采用溶剂热法,以钛酸丁酯(Ti(OBu)4),氢氟酸(HF),五水合四氯化锡(SnCl4·5H2O),无水乙醇(C2H5OH)为原料,在200℃条件下反应24 h,得到暴露{001}晶面的Sn1-xTixO2复合纳米片。通过调节SnCl4·5H2O的用量得到不同Ti,Sn比例的复合纳米片。研究发现Sn1-xTixO2复合纳米片对甲醛等还原性液体蒸气具有较好的传感性能,且当复合比例n(Ti:sn)=3:2时表现出最好的气敏性能。提出吸附氧的增多以及具有悬挂键的不饱和金属原子是传感性能增加的原因,而吸附氧增多可能有两个原因:一方面是由于Sn原子进入TiO2的晶格中,形成了更多的具有悬挂键的不饱和金属原子;另一方面是由于在晶界处形成接触电位,导致电荷从SnO2转移到TiO2,促进了氧吸附。