氧化钛具有光催化活性高、环境友好、成本低廉等优点，成为最受关注的高效光催化剂。微纳米分级结构同时具有微米与纳米结构两方面的优势，抑制了各自结构上的不足，成为目前材料研究领域的热点。花状TiO₂为具有分级结构的三维微纳米材料，具有高比表面积、良好的光吸收和折射率。高比表面积有助于光生载流子的生成、迁移和反应物在表面的吸附，同时利于光的吸收与折射，使该花状TiO₂分级结构表现出了更高的光催化活性。本文采用水热合成方法，制备了多种不同形貌与结构的微纳米TiO₂材料，系统研究了各种因素对产物形貌、性质及其光催化性能的影响。论文的主要内容如下：1、通过水热法，将金属Ti粉溶解在H₂O₂/HNO3的混合溶液中，与氢氧化钠反应，成功制备了由纳米片组成的、具有花状分级结构的锐钛矿TiO₂材料。样品的形貌、结构和比表面积分别采用SEM、TEM、XRD、BET进行表征。花状TiO₂分级结构的直径为2.5μm，由许多从中心发出、呈辐射状的的TiO₂纳米片组成，纳米片的长约1μm，宽50到200nm，厚度小于10nm。高温处理后，得到的花状TiO₂依然具有高比表面积（160m2/g以上）。合成过程中H₂O₂、HNO3浓度、NaOH的量、反应温度及反应时间对样品形貌具有显著影响。本文通过亚甲基蓝降解对其催化活性进行了评价，证实该花状TiO₂分级结构具有良好的光催化性能。2、花状TiO₂材料具有高比表面积和发达的孔结构，光催化活性好，因此在环境污染治理、空气净化、杀菌、表面自洁等领域具有广泛应用。通过水热法，以价格低廉的金属Ti粉与NaOH为原料，制备了形貌新颖的三维片状TiO₂分级结构，该结构具有良好的锐钛矿结构。3、通过水热法，可控制备了形貌新颖的由纳米线组成的三维花状TiO₂微球，制备所得的材料粒径均匀，分散性好，比表面积高，在降解亚甲基蓝溶液的过程中，表现出较高的光催化活性。4、通过水热法，用金属Ti粉直接与浓NaOH反应，制备了锐钛矿相三维TiO₂纳米管微球。系统研究了反应温度对产物形貌的影响，并对三维TiO₂纳米管微球进行了SEM、TEM、XRD、Raman等表征。