掺杂N元素能够将TiO<,2>的吸收边带拓展到可见光区域，从而显示出可见光活性。虽然人们对掺氮TiO<,2>进行了包括制备方法和可见光催化性能及催化机理进行了大量的研究，然而关于掺氮机理的研究还很少。 本研究以硫酸钛和尿素的混合溶液为前驱物，在水热水解体系中制备了晶粒尺寸小于30nm的掺氮纳米TiO<,2>粉体。利用XRD、XPS、TEM、傅立叶红外吸收光谱、紫外一可见漫反射光谱等对样品进行了表征，讨论了水热产物中N对晶粒尺寸的影响、煅烧前后表面物种化学态和光吸收性的变化。研究表明：水热产物为锐钛矿型掺氮纳米氧化钛；提高水热温度和尿素/硫酸钛摩尔比，有利于掺N量的提高，随掺N量的提高，产物平均粒径先降低后升高；水热产物中含有NH<,4><+>，N元素主要以N-Ti-O键形式存在；水热产物煅烧后，XPS谱中位于396eV附近出现N1s峰，表明生成了TiN键，同时NH<,4><+>含量减少表明TiN键的出现有NH<,4><+>的贡献。 利用Hyperchem 7.5软件提供的半经验量子化学计算方法PM3，对弱酸或中性水热环境中含N氧化钛生长基元可能存在的结构进行了计算与模拟。模拟了水热环境中含NH<,4><+>的生长基元络合过程和N-Ti-O键的生成过程，通过分子模拟计算结果，发现在水热体系中，含N-Ti-O键的锐钛矿型氧化钛络合产物比纯氧化钛络合产物总能更低，键能更大，因此更稳定，更容易生成。