二氧化钛具有高的光催化活性和稳定性,二氧化钛光催化可以广泛用于有机合成,光解水和污染物降解等过程,已经引起了广泛的研究兴趣。本文研究了锐钛矿型二氧化钛的形貌控制合成过程及其光催化活性与催化剂结构的关系。主要包括以下内容:　　 1.在乙醇-钛酸正丁酯-氟化氢反应体系中,通过调整氟化氢的含量,可以得到两种具有不同形貌,组分各异的样品。这两种样品通过焙烧的处理可以转变为锐钛矿型二氧化钛。焙烧所得锐钛矿二氧化钛均为具有较大比例{001}晶面的片状晶体。这些样品具有很高的热稳定性,球形花状A样品和六方柱状B样品经热处理转化得到的锐钛矿型二氧化钛样品分别可以达到900℃和1000℃的热稳定性。样品在光催化氧化对苯二甲酸的反应中表现出很好的光催化活性。　　 2.制备合成了一系列形貌的锐钛矿型二氧化钛晶体,二氧化钛十面体单晶,纳米球形颗粒和纳米纤维。该催化剂系列具有不同比例的{001}晶面。将各催化剂应用于对苯二甲酸光催化氧化反应过程中,通过同位素标记的方法研究了中间产物羟基对苯二甲酸中羟基来源比例与结构的关系,测定了不同催化剂上中间产物羟基对苯二甲酸的选择性及其催化反应过程中的氧气消耗量。研究发现随着锐钛矿二氧化钛催化剂{001}晶面比例的提高,催化剂的活性有所下降,但是中间产物羟基对苯二甲酸中羟基来源的比例上升,相同底物转化率的条件下,中间产物羟基对苯二甲酸选择性下降,与此同时转化单位底物分子所耗氧气量上升。{001}晶面与{101}晶面具有一定的结构差异,致使水和氧气的协同吸附的不同,{001}晶面上的氧气量相对较大;{101}晶面上光生电子的速率高于{001}晶面,两方面原因使得氧气在两种晶面上的还原反应的路径及其产物有了一定的差异,因此不同催化剂在光催化对苯二甲酸的氧化反应中表现出不同的催化性能。