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自从在1972年Fujishima和Honda发现n—型半导体材料TiO2可以通过光电催化分解水制氢以来,光催化技术得到了广泛关注,被应用于全球密切关注的太阳能的转换、环境污染治理和清洁燃料的生产。几十年来,人们一直努力开发高活性的半导体光催化剂,目前世界各国已经成功地生产出了多种高效的半导体光催化材料。在众多的半导体氧化物催化剂中,TiO2由于生物和化学惰性、强光催化氧化能力、低成本、长期的稳定性等优点使它得到了广泛的应用：作为光催化剂、去除水和空气中的有机污染物、去除水体的重金属污染物和光解水制氢等等。特别是具有特殊微结构的TiO2半导体材料,它们作为光催化剂在这些方面可能具有更出色的性能和应用潜力。最近,人们在分子水平上对TiO2光催化剂的表面结构进行了研究探索,研究发现锐钛矿TiO2的{001}晶面具有比其它晶面高的化学活性。因此有关{001}晶面TiO2材料合成的研究是目前光催化领域的热点课题之一另一方面,多环芳烃(PAHs)是一类典型的具有“致癌、致畸和致基因突变”特性的持久性有机污染物,来源分布广泛。PAHs在大气颗粒物表面的光化学反应是其重要的转化途径,研究PAHs在催化剂表面光催化降解转化特性具有重要的理论和实际意义。围绕着上面的内容,我们主要开展了以下三个方面的工作：(1)本文采用水热法,利用硫酸钛和氟化氢作为原料合成出TiO2纳米花。同时结合扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(DRS)、氮气-吸附脱附(BET)、瞬态光伏技术(TPV)、X射线电子能谱(XPS)等手段对样品的结构、形貌及其光学特性进行一系列的表征,并用其降解罗丹明B,使其与P25作对比,发现其催化活性高于P25。(2)由于生物材料羟基磷灰石具有较强的吸附性能,我们通过沉淀法将其与TiO2纳米花负载在一起,这样就把羟基磷灰石的吸附性能与TiO2的光催化活性结合起来,并通过一系列的现代物理手段进行表征,证明羟基磷灰石已经成功的负载到了TiO2上,提高了对光的利用率,通过降解罗丹明B,发现其具有很高的催化活性。(3)本文用原位红外技术作为检测手段来研究TiO2纳米花和HAP/TiO2对典型PAHs——萘的光催化降解行为。实验结果表明,在紫外光的照射下,萘受到光催化作用会发生开环反应,生成酸酐、芳酮、苯酯、羧酸、苯醛等中间产物,这些中间产物最后可被进一步氧化为二氧化碳和水。