由于环境污染的日益严重，对环境污染的处理也多种多样，其中利用TiO2纳米材料的光催化和吸附作用来处理污染物是一种重要且简单的方法，该方法成本低、制备简单且不产生二次污染，但因为纯的ZiO2纳米材料只有在紫外光下才能降解有机污染物，而紫外光在太阳光中所占的比例很少，因此为了提高TiO2对太阳光的利用率，提高TiO2的催化效率，本论文对TiO2进行了形貌设计和改性研究，主要研究内容为:　　 (1)以钛酸正丁酯为钛源、硝酸铁为改性剂、纳米碳球为模板制备了一系列铁掺杂的纳米TiO2空心球。并运用XRD、FE-SEM、DRS、EDS、TEM等对其进行了表征。结果表明:制备的样品为空心结构，晶型是锐钛矿型，样品的吸收光谱发生了红移。并以阳离子蓝染料为目标降解物，在可见光下对样品进行了光催化研究。催化结果表明:铁掺杂量为0.5％时，样品的光催化效果最好，降解效率达到83.2％，是空白TiO2空心球降解效率的4.25倍。降解反应符合一级动力学方程。　　 (2)运用简单的浸渍法在超声仪器中成功的合成了不同质量比的氨基酞菁锌敏化的TiO2空心球。通过XRD、TEM、FE-SEM、IR、DRS和EDS等对制得的样品进行表征。结果表明氨基酞菁锌敏化的样品在可见光区有明显的吸收。并以阳离子蓝染料为目标降解物，在可见光下对样品进行了光催化研究。催化结果表明:氨基酞菁锌敏化的TiO2的催化效果有很大提高，并且当氨基酞菁锌和TiO2的质量分数是0.15％时，降解效率达94.7％，是纯的ZiO2空心球的2.9倍多;然而，当氨基酞箐锌的量增多时，由于太多的氨基酞菁锌吸附在TiO2表面，使光生电子淬灭，降低了催化性能。　　 (3)以钛酸四丁酯为原料，NH4Br为溴源，应用水热法制备了一系列不同比例的Br掺杂TiO2纳米管(Br/TiO2-0∶1，Br/TiO2-0.25∶1，Br/TiO2-0.5∶1，Br/TiO2-1∶1)。运用XRD、TEM、FE-SEM和EDS等对样品进行了表征，以阳离子蓝为目标降解物，研究了不同样品的吸附性能，结果发现样品Br/TiO2-0.5∶1的吸附效果最好，并从热力学和动力学角度，研究了Br/TiO2-0.5∶1对阳离子蓝的吸附行为。动力学研究表明该吸附行为符合准二级动力学模型，测得其表观活化能为14.55KJ·mol-1，说明该吸附属于物理吸附;热力学研究表明Br/TiO2-0.5∶1对阳离子蓝吸附自由能变为-8.343～-5.60 KJ·mol-1，吸附熵变为137.10 J·K-1·mol-1，吸附焓变为33.773KJ·mol-1，该吸附过程是一个自发的吸热过程。