近年来,纳米半导体光催化剂引起广泛关注,其中纳米TiO2因其具有氧化还原性强、化学稳定性好、无毒等优点而被认为是比较理想的光催化剂之一。研究表明,同时具有锐钛矿晶相组成、高结晶度、小粒子尺寸和大比表面积等结构特征的纳米TiO2粒子会表现出优异的光催化性能,但是高晶化度与小粒子尺寸等因素之间存在矛盾。因此,解决以上矛盾是获得高活性TiO2基纳米光催化剂的关键。近期人们发现利用无机氨或有机胺等改性可以提高TiO2的热稳定性进而有望解决以上矛盾,但是仍存在合成工艺复杂、机制分析不深入等问题。基于以上分析,本论文利用胺调制的溶胶-水热法设计合成了高热稳定性的高活性TiO2紫外光催化剂,并且对机制进行了深入探索。通过六亚甲基四胺调制的溶胶-水热法合成了TiO2纳米粒子,并利用XRD、TEM、XPS和SPS等对样品进行了表征,重点考察胺对锐钛矿TiO2纳米晶热稳定性及其光催化活性的影响。结果表明,胺的引入能够有效地提高锐钛矿TiO2的热稳定性,且适当胺的引入表现出最好的提高热稳定性能力,即可使开始相变温度从550℃提高到750℃。热稳定性提高主要归因于胺水解产生的氨分子及经高温热处理所产生的氮物种能够有效地阻碍锐钛矿粒子直接接触和质量扩散。与未调制的TiO2相比,经高温热处理的胺调制的纳米TiO2表现出高的光催化活性,且经750℃热处理的样品表现出与P25相当的光催化活性。光催化活性提高主要与锐钛矿晶化度提高和以Ti-O-N形式存在的氮物种对电荷的束缚作用进而显著促进光生电荷分离有关。此工作势必将拓展纳米TiO2在需经过高温热处理的陶瓷、涂层等方面的应用。同时,为了克服传统的经高温热处理锐钛矿纳米晶而获得的金红石颗粒往往表现出粒径尺寸大、表面积小等缺陷,采用盐酸调制的溶胶-水热法直接可控合成了大比表面积且具有不同金红石相含量的TiO2纳米粒子,重点考察了金红石相含量对其可见光光催化降解罗丹明B活性的影响。在合成过程中,C1-浓度担负着重要角色,其不仅可控制金红石相含量,还诱导生成了一维棒状结构。与热处理法得到的TiO2样品相比,直接合成法获得的TiO2表现出不同的光伏响应规律,即随着金红石相含量增加其光伏强度逐渐升高,且在以金红石相为主的纳米晶样品中并没有出现与金红石本征缺陷相关的表面态光伏响应。说明了直接获得的样品中含有较少的本征缺陷,进而解释了相应样品会表现出较强的与带带跃迁有关的表面光伏响应。有趣的是,以金红石相为主的纳米粒子表现出了较高的可见光光催化活性,其高的可见光催化活性与其大的比表面积和高的电荷分离效率有关。此论文工作为设计合成稳定的高活性TiO2基纳米光催化剂提供了思路。