随着核电的迅速发展，核工业将产生大量的含铀放射性废水。铀酰离子作为此类废水中铀的主要存在形式，如果任其排放，极易迁移的铀酰离子会通过食物链进入生物体，严重危害生物体的健康。若能实现放射性废水中铀的回收，则可在消减其对环境危害的同时，还能获得宝贵的铀资源。理论分析及初步实验表明，TiO2能光催化还原水中的铀酰离子，使之成为易于回收的低价态铀氧化物沉淀。研究表明，金属氧化物的表面形貌对光催化的性能有着非常重要的影响，具有高能晶面的金属氧化物由于在光催化作用中具有较高的催化活性因而成为研究热点。本论文的主要研究工作如下：1、采用水热法合成了{001}、{101}、{100}主导晶面锐钛矿TiO2，并于相同条件下评价了其光催化还原铀酰的性能。结果表明，光催化还原的活性顺序为：{100}>{001}>{101}。不同晶面上电子结构和原子结构的差异，是造成不同活性的内在原因。2、采用两步湿化学法用NaCl和NaClO4分别作为水解控制剂,成功制备了长径比分别为5、3、2的棒状金红石型TiO2(R1、R2、R3),并比较其光催化的活性。三种长径比的金红石TiO2光催化还原铀酰的相对活性次序为：R2> R1>R3。光催化还原性能的差异可归因于不同长径比的金红石{110}晶面和{111}晶面间的晶面协同作用。3、采用水热法合成了比表面积接近的{001}、{104}、{101}主导晶面的赤铁矿(α-Fe2O3),并比较其光催化还原铀酰的性能，活性顺序为：{101}>{001}>{104}。这一活性差异的可能原因是：不同晶面上不饱和的铁原子的密度不同。