表面晶相结构是影响TiO<,2>光催化性能的主要因素之一.鉴别并且控制TiO<,2>的晶相和相变过程、特别是表面物相及其相变过程是非常有意义且极具挑战性的课题.本论文利用紫外、可见拉曼光谱、XRD和TEM等技术研究了TiO<,2>以及掺杂TiO<,2>的相变尤其是表面相变的机理,并在此基础上建立了TiO<,2>表面晶相结构与其光催化性能之间的关联. 由于TiO<,2>在紫外区有强吸收,所以紫外拉曼光谱能灵敏地反映出TiO<,2>表面晶相的变化.对不同粒径TiO<,2>相变机理的研究结果表明,TiO<,2>粒径在10-60 nm范围内,金红石主要在相互接触的锐钛矿粒子之间的界面上成核,逐渐发展到团聚粒子的外表面区.当TiO<,2>粒径小于10 nm和大于60 nm,相变在锐钛矿粒子的表面和界面上同时发生. 以光催化分解水产氢以及降解亚甲基蓝为模型反应,建立了TiO<,2>表面晶相与光催化活性的关联.发现TiO<,2>的光催化性能主要与其表面晶相有关,特别是发现TiO<,2>表面锐钛矿和体相金红石之间的协同效应有利于提高光催化活性. 实验结果表明,La<,2>O<,3>可以抑制TiO<,2>由锐钛矿向金红石转变.发现表面分散有远低于单层分散量La<,2>O<,3>的锐钛矿相TiO<,2>可以稳定到至少900℃,TiO<,2>粒子的长大和烧结也可以被有效抑制.另外,表面分散有非常少量La<,2>O<,3>的TiO<,2>即使经过900℃焙烧仍然能保持很高的光催化活性.另外发现,虽然采用共沉淀方法时NiO的掺杂可以促进TiO<,2>的相变,但是将一定量NiO负载在TiO<,2>上之后却可以在一定程度上抑制其相变.比较了六种离子(La<3+>,Y<3+>,Pr3+,Al<3+>,w<6+>,SO<,4><2->)对TiO<,2>相变的影响,发现La<3+>对TiO<,2>相变具有最显著的抑制效果. 此外,还进一步研究了掺杂La<,2>O<,3>的ZrO<,2>从四方相到单斜相的相变.采用共沉淀方法时,La<,2>O<,3>掺杂量较低时能抑制体相相变,但不能稳定表面的四方相. 但是在ZrO<,2>上只要负载0.05 mol﹪的La<,2>O<,3>就能将ZrO<,2>体相及表面均稳定在四方晶相.另外发现ZrO<,2>载体的晶化程度对La<,2>O<,3>稳定四方相的效果有很大影响.