采用溶胶-凝胶法、水热与超声协同方法,以钛酸丁酯为主要原料,制备出澄清、透明、均匀稳定的TiO₂溶胶。通过改变前驱物用量、热处理温度制备出各种纳米TiO₂粉体以及掺杂稀土离子的纳米TiO₂/RE(RE=Eu³⁺、Sm³⁺、Yb³⁺、Er³⁺)粉末。并且确定了制备纳米级TiO₂粉体的最佳工艺条件和参数。通过扫描电镜(（SEM）、X-射线粉末衍射仪（XRD）、激发光谱和发射光谱（PL）、紫外-可见分光光度计（UV-vis）等手段对粉体进行微观性能测试和表征,探讨了影响TiO₂粉体光催化性能的主要因素。研究工作主要包括以下三方面:1、TiO₂溶胶和粉体的制备以钛酸丁酯为主要原料,无水乙醇为溶剂,加入适量的稳定剂、表面活性剂和催化剂,并调整溶液的pH值,制得均匀稳定的TiO₂溶胶。通过改变加水量、乙醇用量,稳定剂和催化剂的种类和加入量,水解温度等因素,研究了TiO₂溶胶的凝胶时间随其影响因素的变化规律,总结了制备出TiO₂溶胶的最佳工艺。并对干凝胶在不同温度下进行热处理,最终制备出了一系列TiO₂粉体样品。2、纳米TiO₂的性能测试与分析采用SEM, XRD, PL,UV-vis等手段分析了TiO₂样品的结构和形貌,以及干凝胶的热分解和晶化过程,并确定了TiO₂干凝胶的热处理条件。不同种类的催化剂和稳定剂制备的TiO₂经锻烧后,在不同温度下发生了晶型转变（锐钛矿型^金红石型）。TiO₂的晶型转变温度明显依赖于催化剂的种类。3、纳米TiO₂的发光性能与光催化降解性能研究在室温下,观察到体材料所不具备的光致发光性质。研究了热处理温度、催化剂种类、TiO₂/RE掺杂浓度、表面活性剂等因素对光催化性能的影响。它们不仅会影响TiO₂的晶相组成,还会影响TiO₂的粒径大小。TiO₂的晶型结构、粒径大小、颗粒分散度和均匀度,共同来决定TiO₂光催化降解性能的大小和发光性能的强弱。