纳米二氧化钛由于其无毒无害,储量丰富和物理化学性质优良,在气体传感、电荷传输、分解有毒有机污染物以及光催化等方面应用广泛。但是由于其禁带宽度较大(-3.2eV),只能利用占太阳光总能量不到5%的紫外光部分,所以针对纳米级二氧化钛材料的能带改性研究报道很多。最近几年来,作为二氧化钛材料结构与活性模型分子,结构明确、尺寸可调、多元素参与的钛氧簇合物已经成为一类新型的功能性分子团簇材料。虽然陆续有一些相关的生色团分子配位修饰钛氧簇或者通过金属掺杂等方式改变其电荷传输性质的报道,但针对钛氧簇结构修饰与能带调控的系统性研究还处在起步阶段。本论文中,我们采用低温溶剂热合成方法,把功能性苯膦酸/水杨酸类配体和过渡金属或稀土金属引入到钛氧簇的合成中,获得了系列具有新颖结构的钛氧簇合物,有效改善其光化学特性,将其能带调控到了可见光区并成功应用于光催化分解水制氢研究。这些结果对钛氧簇合物的结构设计、能带调控及光催化研究具有一定的推动作用,也为相关纳米二氧化钛改性研究提供了结构模型。研究内容主要分为以下两个部分:(1)在80℃溶剂热条件下,以苯膦酸作为支撑配体合成了一系列具有稳定簇核结构的钛氧簇,并利用两侧的活性配位点将多种功能性有机配体修饰到该钛氧簇结构,进一步通过引入过渡金属离子使其可见光吸收得到明显改善。针对这些配合物进行了详细结构表征和光催化分解水制氢的研究。(2)选用配位模式丰富的水杨酸作为配体,异丙醇作为溶剂,在溶剂热条件下分别得到了两例二齿芳香羧酸配体修饰的方形结构,在光学性能和催化产氢上都有较好的表现;系列过渡金属掺杂和稀土金属掺杂的异金属钛氧簇合物,都表现出较低的禁带宽度。