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金属氧化物的性质与它暴露的表面有非常大的关系。特定面(特别是高活性面)暴露的金属氧化物半导体材料的合成对于提高金属氧化物的光催化活性具有非常重要的意义。通常锐钛矿Ti02暴露的主要为低活性的(101)面,而高活性的(001)面只占很少的比率(根据Woff规则,少于6%)。这严重限制了锐钛矿Ti02在实际中的应用。但是,在2008年,利用非金属元素吸附的方法高活性(001)面暴露的锐钛矿TiO2的合成取得突破性进展,其许多不同寻常的性质和应用被发现,这也充分显示了此类光催化材料在工业和生活中的重要性。但是除了广泛研究的(001)面暴露的锐钛矿Ti02,关于其它金属氧化物的面控制合成的研究还相对较少,其中一个非常重要的原因就是合适的形貌控制剂的寻找具有非常大的盲目性。因此,针对上述问题,论文第三、四章用密度泛函理论分别研究了7种非金属(H、N、O、F、Cl、Br和Ⅰ)吸附对六方相W03和金红石相Ti02表面稳定性的影响。计算显示,Br是制备高活性(110)面暴露的六方相W03的最合适的元素,而F元素是制备高活性(001)面暴露的金红石相Ti02最合适的元素。这些结果可以用于指导实验中金属氧化物的控制合成。第五章和第六章详细研究了2-丙醇和乙醇在锐钛矿Ti02(101)和(001)面的吸附情况,结果发现高活性(001)面能够使醇发生解离吸附,而醇在(101)面却是分子吸附的。这些结果可以为高活性催化剂的制备和醇的更有效转化提供理论指导。