TiO₂/ITO复合材料作为纳米TiO₂的半导体复合体系中的一种,不仅具有纳米TiO₂化学稳定性高、光敏、无毒无污染的化学特性,同时兼具ITO玻璃高导电性、高红外光反射率的物理性质。目前已广泛应用于光敏化太阳能燃料电池中。研究者用不同的实验方法进行材料的复合制备及性能研究,以优化TiO₂/ITO复合材料的性能并拓展其应用范围。本文用常压化学气相沉积法（APCVD）研究TiO₂/ITO复合材料的制备和性能,讨论生长机理,研究沉积温度、沉积时间、反应原料配比（Si/Ti摩尔比）及氧气流量对复合材料的成核生长及光电性能的影响。并通过比较在普通玻璃基板上制备的单一TiO₂纳米材料,探究复合材料的性能优势。本课题研究表明:（1）以ITO导电玻璃为基底,在沉积硅化钛薄膜的基础上成功诱导发育高密度的单晶金红石相TiO₂纳米线,纳米线与ITO膜层结合紧密,构成TiO₂/ITO复合材料。复合材料中大量生长的纳米线沿[001]方向生长,直径在10-50nm左右,长约1-2μm,长径比大于25。纳米线生长密度较高,分布均匀,生长形态呈海胆状,海胆状的呈现形态较单根纳米线比表面积大。（2）实验中选择合适的沉积温度、沉积时间、Si/Ti摩尔比和O₂流量对复合材料中纳米线的生长发育至关重要。随着沉积温度的升高对TiO₂纳米线发育成熟有利,当温度为780oC时,硅化钛颗粒周围生长出的纳米线密度变大,密集排列成簇,整体呈现海胆状,纳米线直径和长度分别长至30nm和1.5μm左右,TiO₂纳米线基本发育完全,此时复合材料的结合紧密度最好,但超过800oC的高温导致氧化钛成核速率下降,晶相含量降低,纳米线变得细而蜷曲,纳米线簇变稀疏,不利于复合材料的继续发育成型;随着沉积时间延长,TiO₂晶相生长效率变高,并在240min时生长状态最好,当沉积时间继续增加,原料量不足等条件将对氧化钛的成核及复合材料的成型产生不利影响;随着Si/Ti摩尔比由1增加至5,ITO薄膜上首先沉积的诱导层由Ti5Si3晶相为主逐渐变为以TiSi2晶相为主,TiSi2诱导生长TiO₂纳米线的能力更强,实验表明Si/Ti摩尔比为4时TiO₂纳米线表现出最好结构形貌;随着氧气流量增加,系统中越来越多的氧气有助于纳米线堆积成型,其中14sccm的氧气流量对TiO₂纳米线最有利,过高的氧气量会打破纳米线在形貌上各方向生长的牵制作用,同时影响纳米线与ITO玻璃的结合度,此时的纳米线变的粗短弯曲,TiO₂纳米线零星散落在样品表面,排列无序混杂,生长良莠不齐,对复合材料的成型不利。（3）研究了TiO₂/ITO复合材料在紫外照射下对亚甲基蓝的降解的光催化性能。在制备所得复合材料中,TiO₂晶相含量高、结晶度大、纳米线生长繁茂、海胆状纳米线簇排列紧密、纳米线与ITO结合紧密等这些条件是体现最好光催化性能的必备因素。实验所得复合材料紫外照射下对亚甲基蓝溶液降解率最高可达65%;TiO₂/ITO复合材料的亲水性能以水滴铺展的光学接触角大小为衡量标准。在制备所得复合材料中,晶相发育状态好、线型生长形貌好、复合膜层表明平整度高的样品表现出最佳的亲水性。亲水性最好时,紫外光照射后的水滴几乎平铺于样品表面,光学接触角接近0o;TiO₂/ITO复合材料的电学特性以材料表面方块电阻大小为标准。方块电阻大小与复合膜层结合紧密度、膜层晶相含量及结晶度、膜层表面形貌密不可分。TiO₂/ITO复合材料普遍方块电阻较小,导电性能好,局部最小方块电阻值可低至5.32×10-3?/sq。（4）在同等实验条件下制备所得TiO₂/ITO复合材料和单一TiO₂纳米线材料各方面性能比较时,TiO₂/ITO复合材料优势明显。由于ITO膜层对纳米TiO₂的缺陷弥补作用,复合材料中的纳米线结晶度更高、密度更高、比表面积更大;与单一纳米TiO₂相比,由于ITO的存在限制光生载流子的复合,TiO₂/ITO复合材料在降解亚甲基蓝时瞬时降解速率高、降解稳态到达时间短、降解程度更大;同时优异的晶体生长状况和表面形貌与ITO的弥补共同作用,使紫外光照射后水滴在复合材料表面延展性增大,表现出更优异的亲水性;材料中加入ITO导电玻璃的复合无疑提高材料导电性能,复合材料的方块电阻值较单一TiO₂纳米线材料约小三个数量级,电学性能优势立显。