太阳能作为一种清洁能源，其蕴藏量巨大，被认为是解决环境问题和能源危机的最佳途径。基于TiO2的纳米材料，如TiO2和SrTiO3由于其良好的化学稳定性、低廉的价格和优异的光催化能力，在光催化降解有机污染物、光电转化、光催化还原CO2等方面的应用越来越受到重视。　　 然而，通常情况下得到的TiO2或SrTiO3纳米材料都是纳米颗粒，其比表面积较小、且容易团聚，在光催化反应过程中不能充分与反应物质接触，降低了光催化反应速率。同时，TiO2(SrTiO3)虽具有优异的光催化能力，但较高的禁带宽度(3.2eV)使它只能吸收太阳光中的紫外光，而且激发的光生电子和空穴容易发生复合。　　 为了获得具有高比表面积的TiO2基光催化材料，提高其光生载流子的分离能力和对可见光的响应，改善光催化效率，本论文一方面探索制备具有高比表面积的氮掺杂介孔TiO2(N-dopedmeso-TiO2)和氮掺杂介孔SrTiO3(N-dopedmeso-SrTiO3)的新方法，另一方面利用半导体量子点(CdSeTe)和纳米碳材料（石墨烯）对TiO2进行改性修饰，提高TiO2的可见光响应和光生载流子分离效率。内容主要分为以下四个部分:　　 (1)氮掺杂介孔二氧化钛(N-dopedmeso-TiO2)的制备和可见光光催化应用。以PluronicP123为模板，乙二胺(EDA)为氮源，利用溶胶，凝胶法制备N-dopedmeso-TiO2;利用XRD，Raman，UV-Vis，BET等表征手段对所得产物进行结构和成分表征，通过在可见光条件下对有机染料的降解效果来表征其光催化活性。通过对比N-dopedmeso-TiO2与meso-TiO2，探讨了处理温度和氮掺杂对TiO2晶体结构、孔结构以及光催化效率的影响;同时，利用ESR，讨论氮元素的存在形式，和氮掺杂影响TiO2的禁带宽度和光催化效率的机理。　　 (2)氮掺杂介孔钛酸锶(N-dopedmeso-SrTiO3，STON)的制备和可见光光催化应用。以氨基酸作为氮源和成孔剂，在不用模板情况下通过溶胶凝胶法制备STON;利用XRD，TEM，FTIR，UV-vis等对制备得到的STON进行结构和成分表征，可见光条件下降解有机染料表征其光催化活性。利用XPS，ESR揭示N元素的存在形式，并探讨了STON的可见光响应机理。　　 (3)二氧化钛-石墨烯复合材料(TiO2-GE)的制备和光电转换应用。首先利用化学氧化还原法获得氧化石墨烯(GO)，然后以GO为原料、过氧化钛水溶液(PTC)为钛源，加热回流制备TiO2-GE。同时将所得复合物制备成光电极，考察复合物中GE含量对TiO2-GE/FTO电极的光电流密度的影响，并讨论GE的作用。　　 (4)水溶性的半导体量子点CdSexTe1-x的制备及其在量子点敏化太阳能电池中的应用。制备一系列水溶性的半导体量子点CdSexTe1-x，讨论组分对量子点结构和光学性能的影响;并将其用于敏化TiO2电极，讨论组分对太阳能电池的开路电压、短路电流、填充因子和光电转换效率的影响，并给出相应的解释。