随着人类社会的不断发展，环境与能源问题引起人们的注意。中国政府在2013年出台了《大气污染防治行动计划》旨在2017年之前对氮氧化物(NO(x))、硫氧化物(SO(x))和碳氧化物(CO(x))等主要的空气污染物进行治理。虽然经济转型是治理污染的主要手段，但治理技术缺乏使得环境问题的形势依然严峻。而新材料的介入已经成为治理污染的有效途径之一。　　二氧化钛(TiO2)是一种极具潜力的催化材料，在解决环境污染问题上将会发挥更大的作用。本课题组对于介孔TiO2的合成与应用做了大量研究，制备出高比表面积，介孔、高晶化度锐钛矿型、晶须形貌的TiO2材料。并在电化学，光催化，加氢脱硫，CO氧化等领域成功应用。为了满足更加苛刻的环保要求以及更高的转化率，面向特定催化条件的TiO2开发及改性成为亟待解决的问题。本文以面向催化剂载体的TiO2材料为研究对象，考察载体与活性组分之间的关系，通过界面改性和合成调控探寻TiO2在CO氧化，硝基苯酚加氢还原和选择性脱硝还原(SCR)体系中的性能。　　首先，从材料合成入手，对于TiO2的介稳相晶型TiO2-B作为载体进行研究，并负载Au纳米颗粒研究CO氧化的催化性能。研究发现，从四钛酸钾获得TiO2-B载体拥有长度在5-20μm的晶须形貌。HRTEM观察到3nm左右的Au纳米颗粒能很好的分散在TiO2-B的表面，CO氧化反应测得300℃空气活化Au/TiO2-B(500)的催化剂T90温度为115℃，其性能与锐钛矿负载金催化剂性能相当。另外，由于TiO2-B表面性质的作用，氧化气氛下活化的Au/TiO2-B(500)高于还原气氛下活化的Au/TiO2-B(500)催化剂。　　其次，为了进一步提升催化剂的活性和稳定性，制备了碳化保护的Au/TiO2催化剂。而碳化的过程没有影响催化剂的组成与结构，但提升了金催化剂的对硝基苯酚加氢的性能。TG和Raman分析证明了大约1.1wt％的类石墨碳负载在氧化钛的表面。通过TEM和固体紫外-可见分析结果可以看出经过碳化之后的催化剂金纳米颗粒粒径小于原先催化剂，且分散更好。这说明在碳化后保护了金颗粒在高温中的迁移团聚。提升了金催化剂的活性。改性后催化剂提升反应速率29％。而适量的碳存在还能对有机反应物的富集从而加速反应中的传递。在评价催化剂稳定的实验中。C/Au/TiO2在经过100次循环后仍体现了较高的活性，相比Au/TiO2稳定性大幅度提升。这是由于碳的保护抑制了金颗粒的迁移团聚。　　最后对现有材料制备过程进行调整，针对SCR脱硝反应的特性，开发出适合SCR-NH3的催化剂载体。比较了不同前驱体制得的TiO2负载钒后的SCR-NH3脱硝性能。相比于比较成熟的硫酸法制备的锐钛型TiO2，介孔TiO2具有更好的热稳定性，在800℃下负载氧化钒仍不发生转晶。但由于介孔氧化钛负载钒(V/T550)吸附NH3能力较弱，介孔氧化钛其表面性质的差异造成SCR脱硝性能远差于硫酸法制备的氧化钛;由于不同载体的表面带电性质的差异造成浸渍过程中载体可能无法吸附前驱体钒，氧化钒在氧化钛表面的存在形式可能不同。而表面带电性质的差异是由于载体的表面组成不同。通过改变介孔TiO2制备工艺中离子交换的酸类型，利用pH=1的硫酸交换后V/S-介孔TiO2的吸附NH3性能大幅度提升，超过硫酸法制备的锐钛型TiO2载体，从而开发出面向SCR-NH3脱硝的氧化钛载体。