纳米材料是20世纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料,由于其独特的结构特性,使其在光学、电学、磁学、催化以及传感器等方面具有广阔的应用前景。因此,研究纳米材料的新性能,开发新型纳米材料,探索合成纳米材料的新方法将成为21世纪一大热门领域。纳米二氧化钛是一种新型半导体材料,其化学性质比较稳定且成本低廉、无毒,是一种最有应用潜力的光催化剂。二氧化钛纳米管是纳米二氧化钛的一种新的存在形式,与其他形态的纳米二氧化钛材料相比,它具有更大的比表面积和更强的吸附能力,有望进一步提高二氧化钛的光电转换效率和光催化性能,特别是若能在二氧化钛纳米管中掺杂部分无机、有机、金属或者磁性材料而制备出复合纳米材料,则二氧化钛纳米管的光电性能和催化活性将得到更大的改善。在本文中,首先利用溶胶-凝胶法制备得到二氧化钛纳米粉体,在此基础上初步探讨微波法制备二氧化钛纳米管的工艺。运用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪和比表面仪等测试手段对二氧化钛纳米管及纳米粉体的形貌、结构进行表征;以甲基橙为目标降解物,对比二氧化钛纳米管与纳米粉体进行光催化降解试验,研究其光催化性能,并对降解机理进行了理论分析。研究表明:溶胶-凝胶法制得的二氧化钛纳米粉的直径约为40~60nm;微波合成法制得的水洗后的二氧化钛纳米管外径为8~15nm,内径为5~10nm,长约为50~100nm,较均匀,而酸洗后的二氧化钛纳米管部分发生团聚,管状已不太明显;本试验条件下制得的二氧化钛纳米管及纳米粉均为锐钛矿型;纳米管的比表面积与纳米粉相对比有所增加。在15W紫外光源照射下,经150min光催化降解试验表明:二氧化钛纳米管比纳米粉具有更高的光催化性能。