近些年来，二氧化钛(TiO2)以其良好的化学稳定性，出色的光催化性能，成本低廉，无毒无害等众多优点，吸引了科研工作者广泛的关注。但是由于其较高的禁带宽度(3.2eV)，导致TiO2无法对可见光进行响应，只能吸收部分紫外光线，这仅仅是太阳光很小的一部分，大大限制了TiO2的实际应用。为了使TiO2更有效地利用太阳光，改善其可见光光催化性能，科研工作者们尝试了许多化学方法来增强二氧化钛对可见光的响应，比如非金属掺杂，金属掺杂，染料敏化和半导体耦合等。除了化学方法，很多物理方法，如对TiO2结构和形态进行修饰，也被引入到TiO2光催化材料的制备中用来增加其对光的吸收。为了更进一步地提高TiO2光催化剂的效率，科研工作者尝试在TiO2光催化剂材料制备过程中将化学方法和物理方法结合起来，通过两种方法的协同作用使TiO2光催化性能有更进一步地提高。　　本文以制备多级有序二氧化钛光催化材料为目的，主要开展了以下几个方面的工作:　　第一，合成了三种单分散亚微米小球，利用无皂乳液聚合制备了单分散的聚苯乙烯(PS)微球和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球，利用Stober法制备了单分散的二氧化硅(SiO2)微球。并通过这三种微球制备了有序的光子晶体模板，为我们之后制备多级有序二氧化钛光催化材料奠定了基础。　　第二，利用一步共自组装法得到了黏附性好，大面积裂痕较少，有序的氮掺杂TiO2反蛋白石结构薄膜。二（2-羟基丙酸）二氢氧化二铵合钛(TiBALDH)可同时作为钛源和氮源，省去了需要分别在前驱液中加入两种物质的麻烦。在钛源用量为1.5g时得到了没有表面的覆盖，大面积有序，裂痕较少的薄膜。在400℃下煅烧1h的氮掺杂TiO2反蛋白石结构薄膜有着最佳的可见光光催化性能，这是由于独特的反蛋白石结构和氮掺杂效应引起的。这种新颖的氮掺杂薄膜在环境净化，光解水和染料敏化电池等方面有着巨大的潜力。　　第三，用双重模板法制备了多级有序TiO2反蛋白石结构材料。双重模板即PMMA微球有序阵列（硬模板）和P123（软模板），最后通过溶胶-凝胶法得到了多级有序TiO2反蛋白石结构材料，相比原始的PMMA微球直径，最终得到的TiO2大孔直径收缩了约33％。并成功制备了多级有序氮掺杂TiO2反蛋白石结构材料。对比商业化P25，氮掺杂TiO2粉末，未掺杂TiO2介孔反蛋白石结构材料，氮掺杂TiO2介孔反蛋白石结构材料，氮掺杂TiO2反蛋白石结构材料这五种样品的可见光光催化性能，证明了氮掺杂效应，反蛋白石结构和有序介孔结构对光催化性能有着全面的促进作用。　　第四，用两步模板法合成了多级有序TiO2蛋白石结构材料。即首先制备三维有序的二氧化硅微球阵列，用来作为初始模板继续合成PMMA反蛋白石结构模板，然后利用溶胶-凝胶法得到了多级有序TiO2蛋白石结构材料，相比原始的SiO2微球直径，最终的得到TiO2微球直径收缩了约40％。并且成功在前驱液中加入氮源，制备了多级有序氮掺杂TiO2蛋白石结构材料。由于拥有氮掺杂效应，蛋白石结构和有序介孔结构，该材料展示出了良好的可见光光催化性能。这种有序氮掺杂TiO2蛋白石结构材料在太阳能电池和环保方面有着良好的发展前景。