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多级纳米结构材料由纳米尺度的物质基本结构单元搭建而成，它既具有来自于基本结构单元本身的纳米材料的特性，同时又具有因基本结构单元之间的协同作用而表现出来的新的物化性质。因此，具有独特层次化结构的多级纳米结构材料在光、电、磁、催化等众多应用领域都有非常重要的研究价值和应用前景。常见的多级纳米结构材料的制备合成方法主要有模板法和非模板法：模板法包括软模板法和硬模板法；而非模板法主要是运用Ostwald熟化、Kirkendan效应、定向聚集等机理。这些方法多数都是自下而上的，即先形成纳米结构单元，再由这些结构单元组装到一起形成最终产物。本论文希望在课题组前期工作基础上，利用拓扑转化反应及固相反应，自上而下的构建具有广泛应用前景的含钛多级纳米结构材料，包括TiO2和Na2Ti3O7。该方法特点在于：首先制备出具有特定宏观形貌的前驱体；然后通过相关固相反应在不改变材料基本外部形貌的基础上，构建其内部组成和结构。这一策略可以更好的控制材料的外部形貌和内部结构，并且非常简单。 本论文针对TiO2多级纳米结构材料的研究主要包括：1)以六氟钛酸铵((NH4)2TiF6)和氨水(NH4OH)为主要原料合成出(NH4)2TiOF4晶体，研究反应物的浓度比、反应温度、表面活性剂等对(NH4)2TiOF4晶体形貌的影响；2)以(NH4)2TiOF4为前驱体，通过高温连续拓扑变化反应，制备出由纳米颗粒组成的TiO2多级纳米结构材料，并研究烧结温度、烧结时间、烧结方式对样品的组成和形貌的影响；3)研究了各种反应条件对最终所得TiO2多级纳米结构材料光催化活性影响；4)将所得的材料通过真空抽滤法与多壁碳纳米管(MWCNT)复合成膜，并对其进行光催化活性和抗菌性能测试。 本论文针对Na2Ti3O7多级纳米结构材料的研究主要包括：1)以六氟钛酸铵((NH4)2TiF6)和含钠聚丙烯酰胺(Na-CPAM)为主要原料合成用于制备Na2Ti3O7纳米结构材料的前驱体-(NH4)xNayTizOβFx+y+4z-2β；2)对前驱体进行煅烧处理，制备出由纳米棒组成的规整的八面体Na2Ti3O7材料，并研究烧结温度、烧结时间、烧结方式对样品的组成和形貌的影响；3)将所得的Na2Ti3O7多级结构材料组装为电池，并研究其电化学性质。