由于拥有优异的表面包覆能力,并被广泛应用于光催化、光电、太阳能电池、传感器等领域,二氧化钛(TiO2)在过去几十年中受到了科学家们的高度关注。当传统结构TiO2在光催化应用上遇到瓶颈时,科学家们便开始寻求新方法来解决传统结构TiO2在光催化应用上的难题,新型纳米结构TiO2就是解决传统TiO2光催化难题的有效手段之一。以此为理论前提,杨等制备了截顶双金字塔形(多面体)TiO2,这种新型的多面体TiO2拥有异常高效的光催化性能。为进一步提升多面体TiO2的光催化性能,本文尝试采用水热法控制制备了具有特殊纳米结构的核-壳和中空多面体二氧化钛,并用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)等技术对所制备特殊结构二氧化钛物相、微/纳结构、形貌演变过程及实验影响因素进行表征分析,结果表明：所得核-壳和中空结构多面体二氧化钛具有一个类似隧道结构的(001)/(001)洞开的截顶双金字塔型壳层;两种特殊结构的形成可能是源于配位/弱酸性腐蚀原理的共同作用；两种特殊结构都是经过先在(001)上生成凹坑,凹坑再进一步深透的过程形成的；整个形成过程受到配位剂种类、腐蚀酸种类等多种因素的影响。用核-壳和中空结构多面体二氧化钛对亚甲基蓝和甲基蓝进行光催化降解实验,结果表明：两种新颖结构二氧化钛的光催化效率较实心多面体二氧化钛和商业光催化剂P25有明显提高,尤其是在添加过氧化氢的情况下。可能原因是：两种特殊结构二氧化钛大比表面积正面作用抵消了(001)晶面消失或减少所产生的副作用,以及过氧化氢在光催化反应中提供的活性氢氧根自由基使得光辐照二氧化钛产生的电子-空穴对在催化剂表面得到有效分离。