以氧化钛为代表的纳米半导体光催化处理废水技术，尤其是在处理水中难降解有机污染物方面已为世人所公认，但是要真正大规模的实际应用还存在若干亟待解决的瓶颈问题，从而极大限制和制约了该技术的实际应用。为此，本文有针对性地开展了高品质氧化钛纳米晶／纳米管制备方法及其在水中有机污染物光催化降解方面的理论探索和应用研究，内容分为三个部分。 第一部分，采用超声化学法，以长链烷基胺作模板剂、小分子烷基氢氧化铵作分散剂来制备高晶化度、高分散性和具有优良孔道结构的介孔氧化钛纳米晶，对其形成机理进行了初步探讨。超声化学法简单易行，过程迅速，多种表征和分析手段充分表明超声化学法既可以一步制备氧化钛纳米晶，又可以借助模板法、添加适宜的模板剂获得具有优良形态形貌的介孔氧化钛粉体，并通过分散剂完善其结构尺寸。在十二胺的基础上添加四丁基氢氧化铵所制备的介孔氧化钛纳米晶综合了十二胺模板效应和四丁基氢氧化铵分散效应的双重优点，为制备水处理中的氧化钛光催化剂提供了新的思路。 第二部分，以钛酸丁酯为前驱体，以四烷基氢氧化铵为结构导向剂，采用水热法在较低的温度(250℃以下)和较短的时间(8h)内，制备了不同形貌的氧化钛纳米晶，通过TG／DTA、TEM、XRD等手段对产物进行了结构和形貌表征。研究表明，通过选择结构导向剂的烷基种类可分别得到四方型和纺锤型的纳米晶，在一定范围内改变水钛比、铵钛比和水热反应温度则可以控制晶体的晶化度、分散性和颗粒尺寸。 第三部分，采用碱热法制备了一系列氧化钛纳米管，探讨了碱热制备条件，如碱热反应时间、洗涤条件和焙烧温度等对氧化钛纳米管的形态形貌和晶型结构等方面的人工控制，并对生长机理作了初步分析。初步尝试了应用廉价原料钛酸钠在温和的水热反应体系内制各氧化钛纳米管，较系统地考察了该法的反应条件，如反应体系的酸度、温度以及水热时间等，并得到了多种不同形貌和晶相结构的水热产物，结果显示此法是一种具有广阔应用前景的钛基纳米管制备方法。 文中通过光催化降解水中X-3B、FTD等难降解有机污染物模拟废水的探针反