在20世纪早期，商用的TiO₂材料就已经广泛应用于制造颜料、防晒霜、油漆、药膏和牙膏等产品。随着所研究材料的尺寸逐渐减小至纳米级别，材料本身能够得到新的物理及化学特性，其各种性质也随着纳米材料的形状的改变而改变。在TiO₂纳米材料众多的性质当中，介电限域效应、量子尺寸效应及小尺寸效应都受到纳米材料尺寸的影响。随着材料粒径的减小，材料的比表面迅速的增大。小尺寸带来的高比表面积能够给用TiO₂作为直接或间接反应媒介的设备带来性能上的提升，很多反应都发生在材料表面且与材料表面的性质息息相关。本文主要使用柠檬酸钠作为助剂来合成高性能TiO₂纳米材料，并通过紫外光谱、红外光谱、核磁共振、动态粒径分布、透射电子显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等分析测试手段来了解TiO₂合成过程中的水解缩合、成核结晶及晶体生长的机理，从而探索柠檬酸钠对TiO₂的各方面性质的影响。主要工作包括以下几个方面：（1）柠檬酸钠对TiCl4溶胶体系的影响。柠檬酸钠能够迅速地参与到水解反应中，并且与水解产物反应后形成稳定的配合体。根据所加柠檬酸钠的量的不同，体系中配合体的存在形式及稳定性等都会发生一定的变化。柠檬酸钠与钛水解产物的结合能够直接影响到水解后缩合反应的反应历程，从而对TiO₂的结晶过程产生影响，使TiO₂晶体倾向于生长成锐钛矿型结构。（2）柠檬酸钠对TiO₂形貌及晶体结构的影响。柠檬酸钠在溶胶体系中的含量能够直接影响到产物TiO₂的粒径及晶型，并且能够通过调节柠檬酸钠的含量来获得不同粒径分布及晶体结构的TiO₂晶体。卤素在含有柠檬酸钠的溶胶体系中也能够起到辅助作用，来帮助控制产物的晶型和形貌。（3）柠檬酸钠对TiO₂的光催化性能的影响。少量的柠檬酸钠能够使得产物TiO₂为锐钛矿型和金红石型混合的晶体，从而使TiO₂光催化性能得到很大的提升，而过量的柠檬酸钠则使得晶体表面缺少晶体缺陷，减少了TiO₂晶体表面的电子-空穴对的产量，使其性能有所降低。柠檬酸钠辅助制备的TiO₂具有极好的水溶性，能较好地降解多种工业染料，并能制备自清洁效果良好的自清洁玻璃，具有一定的应用前景。