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钛（Ti）是一种在各个领域都有着广阔应用前景的重要过渡金属，且已在宇宙航天、石油化工等工业部门起到了举足轻重的作用，特别是二氧化钛（TiO2）是一种具有优良光催化性能的氧化物已被广泛使用，目前对于钛及其氧化物表面过程的基础研究较少。表面增强拉曼光谱（SERS）是一种高灵敏度的能获取表面结构信息的技术，可望为研究钛及其氧化物的表面过程提供一个有力的工具，因此利用SERS技术实时检测TiO2表面分子吸附构型、表面反应过程为深入研究其表面反应机理提供分子水平信息。本论文在上述前提下，主要开展的工作和结果如下：1、采用壳层隔绝纳米粒子增强拉曼光谱（SHINERS）技术，成功获得了吡啶吸附在金属钛电极上的高质量拉曼光谱图。首先合成了壳层隔绝纳米粒子Au@SiO2并进行了相关表征，利用SHINERS技术在光滑的铂（Pt）电极和镍（Ni）电极上均获得了高质量的拉曼谱图，深入研究了对吡啶分子在钛电极上的吸附行为进行现场拉曼光谱研究。研究表明，与传统SERS技术相比，在弱增强或无增强的基底表面采用SHINERS技术更具有优势。2、拓展SHINERS技术至TiO2电极表面，以4-氰基吡啶和硫氰酸根为探针，研究了它们在TiO2电极表面的吸附行为，通过分析谱峰强度和频率随电位变化规律，推测其在TiO2电极上吸附取向的变化情况。电位从0V负移的过程中，4-氰基吡啶在TiO2电极上的吸附构型表现出电位依赖性，先后经历了通过吡啶环的N原子端垂直吸附，随后逐渐发生倾斜吸附，最后慢慢转变为平躺吸附，在正电位区间，4-氰基吡啶以吡啶环的N原子端垂直吸附在电极表面。硫氰根在TiO2电极上的吸附行为也随着电位变化而变化，在零电荷电位以负区间，主要以N端吸附，在零电荷电位附近，出现了桥式吸附，而较正电位区间内，硫氰根会发生表面氧化反应。3、探索了TiO2/Au复合电极表面的催化反应，利用高灵敏度的现场SERS技术跟踪界面的反应过程，为反应机理的解析提供分子水平的信息。以吡啶分子为探针，结合电位，电极复合成分，光照等因素的调控，发现在较负电位区间，吡啶在界面发生偶联反应生成2,2-联吡啶。研究结果标明，该反应仅发生在TiO2/Au复合结构的交界处，初步探究了发生该偶联反应的机理。