合成活性高、热稳定性好的锐钛矿相纳米TiO₂光催化剂是目前半导体光催化研究领域中的重点。本论文主要针对制备高热稳定性和高催化活性的锐钛矿相纳米二氧化钛及其相关改性合成进行研究。选取硫酸钛作钛源，分别采用强迫水解法、热分解法、水热法等制备了热稳定性能都很高的锐钛矿相纳米TiO₂及二氧化硅改性TiO₂光催化剂。通过X射线衍射、N₂吸附-脱附等表征手段详细研究了制备条件对二氧化钛结构与性能的影响。主要结果有以下几个方面： （1）强迫水解法和热分解法制备的纳米TiO₂粉体经700℃焙烧后所得锐钛矿相样品都具有最大的比表面积，其对甲基橙的光催化活性也非常高；硫酸根离子(SO₄^2-)的存在有利于锐钛矿相的生成，并抑制向金红石相的晶相转化。 （2）水热法制备了商业硅胶改性的纳米TiO₂/SiO₂复合氧化物。商业硅胶的加入使二氧化硅与二氧化钛之间发生强相互作用，形成Ti-O-Si键合，大大增加了样品的比表面积，并提高了TiO₂/SiO₂复合物的热稳定性，抑制了TiO₂晶粒生长以及锐钛矿相向金红石相之间的相转变，从而提高了纳米TiO₂/SiO₂复合氧化物的光催化活性。其中光催化活性最好的样品在对亚甲基蓝（MB）溶液的光催化降解中表现出比P-25更环保、更理想的作用。 （3）以尿素作模板剂合成的锐钛矿相纳米TiO₂/SiO₂复合氧化物在160℃水热处理时所得样品的比表面积并不大，光催化活性也不好；而在100℃较温和的水热条件下合成的样品具有相对较大的比表面积，光催化活性也很高，此时尿素很好的发挥了模板剂的作用。 （4）以聚乙二醇300（PEG-300）作为模板剂制备了锐钛矿相多孔纳米TiO₂/SiO₂复合物，样品比表面积大，结晶度较高，热稳定性也非常好。PEG-300选择性地与钛离子结合，有利于锐钛矿相的生成；在热处理过程中PEG-300的分解使产物最终形成结构相连的多孔纳米TiO₂/SiO₂复合氧化物材料。