近年来大量工业废水的排放给生态环境带来了极大的危害,如何治理污染已成为全世界关注的重点问题。在水污染控制尤其是在处理废水中难以降解的有机污染物方面,非均相半导体光催化技术具有独特的优越性。在众多的氧化物半导体材料中,纳米TiO₂作为一种性能优良的光催化剂,因其具有在光照下的强氧化性、无毒和长期稳定性等优点成为治理环境污染的研究热点。目前的研究大多数是针对纳米级TiO₂的改性来提高其光催化活性,但是纳米级粉体催化剂应用在液相体系中存在难以回收,增加废水处理成本等问题。针对这种情况,本研究着眼于控制TiO₂颗粒的尺寸和形貌,将其控制在微米级,在保证光催化性能的同时也解决了催化剂回收循环利用的问题。研究内容主要包括以下几点:1.采用较稳定的金红石相TiO₂为反应物,水热制备出大比表面积的钛酸,经过煅烧后得到混合晶型的介孔TiO₂片晶。采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和N2吸附-脱附对制备的样品进行了表征。研究了反应温度、反应物浓度等参数对样品的形貌和结晶度等的影响,初步提出二氧化钛片晶的形成机理。实验结果表明合成的TiO₂片晶光催化性能略优于德国德固赛P25。研究发现通过控制反应温度可以合成出一维氧化钛,而添加微量Co金属离子有助于低温合成一维氧化钛。2.以钛酸丁酯水解产物为前驱体,在不同介质（水及不同浓度NaOH）中水热制备了TiO₂光催化剂,在碱浓度为10M的NaOH介质中水热反应的TiO₂混和晶型粉末具有较好的光催化性能,对煅烧后样品进行光催化性能测试发现,以水为介质制备的样品光催化活性更高。3.以钛酸丁酯为前驱体,加入氢氟酸（HF）辅助水热法一步合成高催化活性的锐钛矿相TiO₂大颗粒。结果表明:合成的锐钛矿相TiO₂平均颗粒尺寸约为20～30μm,反应时间为30 min时对甲基橙的降解率可达到95%以上,显著优于Degussa P25,而且这种微米级的颗粒仅通过自然沉降即可固液分离,利于回收循环使用。