纳米材料因其特殊的性能和潜在的应用前景而成为当前科学研究的焦点之一。纳米材料的光学、电学和机械性能强烈依赖其形态和维度。如何操纵纳米粒子的形貌、晶体结构和尺寸并将纳米粒子按照人们的意愿有序的组织起来构成具有特定功能的纳米器件,是纳米科学研究的热点,也是纳米科学走向实际应用的关键。本论文以TiO2材料为研究对象,发展了TiO2纳米结构材料及其薄膜的制备方法,研究了材料的光催化性能。主要研究内容和结果如下:1.有序一维TiO2纳米结构阵列的构建。利用液相沉积方法(LPD)在导电玻璃表面一步直接生长出有序排列的单晶TiO2纳米棒和纳米线阵列薄膜。运用XRD、TEM、SEM、Raman等手段对薄膜的形貌和结构进行了表征。考察了各种沉积条件对薄膜形貌的影响。2. TiO2纳米晶的低温合成及其光催化性能研究。系统研究了TiO2纳米晶的低温生长习性,提出一种简单的方法于室温、常压、水溶液中合成了晶化程度高、形貌均一、单相TiO2纳米晶,实现了室温下对TiO2纳米晶形貌、晶相和尺寸的调控。合成的花状和棒状TiO2纳米晶展现出优异的光催化性能,其对甲基橙的光催化降解效率是商用光催化剂P25的两倍。3.气泡模板方法构建中空TiO2纳微米材料。利用一种新颖的气泡模板路线构建出微米尺寸、中空的TiO2材料。运用XRD、TEM、SEM等手段对产物的形貌和结构进行了表征。并提出了中空TiO2材料可能的形成机制。为中空TiO2纳微材料的构建提供了一条新颖的途径。