本论文通过溶剂热法制备得到暴露{001}晶面的TiO₂纳米片和暴露{111}晶面的MnO八面体,并将其在H2气氛中进行氢化处理,得到氢化TiO₂纳米片和氢化MnO八面体,采用场发射扫描电子显微镜（FESEM）、台式扫描电子显微镜（SEM）、X-射线衍射仪（XRD）、场发射透射电子显微镜（FETEM）、多功能成像光电子能谱仪（XPS）和红外光谱仪（IR）对产物的形貌、结构进行表征。研究氢化前后TiO₂纳米片的气体传感性能和光催化还原CO₂性能,以及氢化前后MnO八面体对有机物染料的光催化降解性能,探讨其性能与结构之间的关系。具体研究结果如下:（1）通过鈦酸丁酯-氢氟酸混合溶液在200℃下反应24 h,得到暴露{001}晶面的TiO₂纳米片,并将其在不同温度下氢化处理24h,得到氢化TiO₂纳米片。研究发现氢化TiO₂纳米片对乙醇、丙酮、三乙胺、甲醛具有比未氢化TiO₂纳米片增强的气体传感性能,且氢化TiO₂纳米片传感器的灵敏度随氢化温度的升高而增大。这种优异的传感性能主要归因于TiO₂ {001}面上不饱和Ti5c原子密度的增加,即传感反应的活性位的增多,因此,从分子及原子水平上很好的解释了气体传感增强的机制。（2）将暴露{001}晶面的TiO₂纳米片在600℃下进行不同时间的氢化处理,得到氢化TiO₂纳米片。研究了氢化前后TiO₂纳米片光催化还原CO₂的性能,发现氢化后TiO₂纳米片具有比氢化前TiO₂纳米片增强的光催化还原CO₂的性能,且光催化性能随着氢化时间的延长而提高。此外,在氢化TiO₂纳米片上进行光选择性沉积Ag纳米颗粒会进一步提高光还原CO₂的性能。通过周期密度泛函理论（DFT）计算得到TiO₂高活性{001}晶面的原子结构,探讨其晶体结构与性能之间的关系,很好地解释了光催化性能增强的物理机制。（3）通过乙酸锰-无水乙醇混合溶液200℃下反应48 h,制备出暴露{111}晶面的MnO八面体,将其在600℃下进行不同时间的氢化处理,得到氢化的MnO八面体。研究发现氢化后的MnO八面体具有比氢化前MnO八面体增强的光催化降解孔雀石绿的性能,且随着氢化时间的延长,其光催化性能进一步提高。通过对MnO极性{111}晶面原子结构的研究,发现结构与性能之间的关系,提出极性{111}晶面间的电荷分离模型,很好地解释了氢化MnO八面体光催化性能增强的机制。