二氧化钛（TiO₂）纳米材料由于具有独特的物理、光学、电学和化学性质已引起了人们的广泛研究和关注。在光电器件、光催化降解有机污染物和传感器等方面,TiO₂也具有潜在应用的前景。因此,寻求价格低廉和方法简单的一维TiO₂纳米材料制备方法及其光电性能的提高,具有重要理论意义和价值。目前,对于用湿法制备法合成二氧化钛纳米材料的报导已有很多,但是由于钛的高熔点（1668℃）和低气压(10^-3 Torr在1577℃)的特性,所以很难实现用干法制备法在常压和低温下合成一维TiO₂纳米材料。本文采用干法与湿法制备相结合的工艺,研究了一种简单、低成本的制备高结晶度一维TiO₂纳米材料的方法,这种方法突破了传统用干法制备法合成TiO₂纳米材料的高温和高真空条件。本文还进一步展开了对其形貌、结构、生长机理、光电性质和表面改性的系统研究。所取得的主要结果如下:（1）利用溶胶-凝胶法、阳极氧化法和水热法制备三种不同形貌的TiO₂纳米材料,研究了其形貌和性能的差异。用这三种方法所制备得到的TiO₂纳米材料都具有金红石相的结构。用溶胶-凝胶法获得的是TiO₂球状结构,而用阳极氧化法得到的是TiO₂纳米管状粉末,这两种结构在正电场的作用下都表现出了明显的光伏响应特性。然而,用水热法制得的TiO₂花状结构的薄膜,即使在电场的作用下也没有光伏响应特性。（2）研究了利用阳极氧化法在钛片和FTO导电玻璃基底（透明导电基底上）上制备了TiO₂纳米管阵列。发现基底上钛源的厚度及电解液的成分是主要决定纳米管长度的关键因素。在透明导电基底上,TiO₂纳米管阵列的长度最长只有300 nm左右。而在钛片基底上TiO₂纳米管的长度最长可达几十微米。所制备的非晶态TiO₂纳米管阵列,在700℃以下进行热退火后主要是晶化成锐钛矿相结构,当热退火温度超过700℃时,则会完全转变为金红石相结构。（3）在用阳极氧化法制备了TiO₂纳米管阵列的基础上,于常压、低温下在阳极氧化后的钛基底或未经处理的钛片负载Pd颗粒催化剂,然后在（480-780℃）进行加热退火处理,得到了高结晶度的一维TiO₂纳米结构如纳米线、纳米带等。Pd颗粒的催化作用是降低生长温度和控制纳米结构形貌的主要因素。高结晶度一维TiO₂纳米结构的生长机制符合气-液-固和气-固生长模式。（4）用化学浴沉积（CBD）的方法在TiO₂纳米线上敏化CdS量子点,形成TiO₂/CdS半导体复合结构。CdS量子点的大小约为3 nm,具有面心立方结构并与TiO₂纳米线紧密的接触,在TiO₂纳米线上敏化CdS的量可通过改变CBD循环次数进行控制。表面光伏特性的测试结果表明这种复合结构不仅增强了光伏响应强度,而且也拓宽了其光伏响应带,达到了敏化TiO₂纳米线的目的,这对于提高染料敏化TiO₂纳米材料在太阳能电池组件的性能具有重要的意义。（5）利用光催化还原Ag⁺的方法在TiO₂纳米线上沉积Ag纳米颗粒,并研究了该复合结构的光学性质。发现不同的Ag沉积量会使TiO₂纳米线的拉曼振动模式出现红移或蓝移的现象,并且适当的Ag纳米颗粒沉积量有利于提高TiO₂复合结构的表面光伏性能。