电致变色材料凭借其独特的光学调控特性,在电子、能源及国防等领域展现出广阔的应用前景,受到各界的广泛关注,但材料颜色变化种类少、响应时间长和循环稳定性差等仍然是制约电致变色技术发展的重要因素。TiO2因折射率高、介电常数高并且在可见光-红外波段透过率高,成为备受关注的电致变色材料之一。基于此,本论文以无机材料TiO2为主要研究对象,采用掺杂、多孔化、纳米化、无机/有机复合化等多种类型手段对其进行改性研究,构筑多种类型的TiO2基电致变色材料,主要是运用离子双重注入或脱出的电致变色原理来达成加强材料电致变色的颜色变化量级、可逆稳定性、变色效率、响应时间以及光学调制范围等性能的目的,并深入探索了TiO2材料的电化学性能。首先,从TiO2材料制备方法上展开探索,采用低温熔盐电沉积法在FTO导电玻璃上制备了金属Ti薄膜,然后对金属Ti薄膜进行空气加热氧化使其形成TiO2薄膜,这种TiO2薄膜的电致变色响应时间短、可逆稳定性高和变色效率好,但是其光学调制范围较小,而且制备流程较繁琐。为了解决上述方法的合成流程复杂和光学调制范围小的问题,改进了低温熔盐电解质,直接电沉积制备出TiO2薄膜。与之前结果相比,TiO2薄膜的光学调制范围高达ΔT600nm=49%,并且简化了薄膜制备流程。此外,TiO2薄膜的循环稳定性和耐环境稳定性依然能达到80%以上。其次,通过改变TiO2材料的电子结构,改善电荷迁移、电子或离子在电致变色反应系统中的传输与迁移特性,研究了无机类型掺杂和复合修饰的TiO2电致变色纳米薄膜的电致变色和电化学性能。首先,采用溶胶-凝胶法合成Co掺杂TiO2薄膜,实现了原子等级的掺杂。与不掺杂修饰的TiO2薄膜相比,较低含量的Co原子不仅提高了TiO2薄膜的光学调制范围(ΔT600nm=53.7%,ΔT1500nm=71.4%,ΔT14μm=65.2%),而且改善了其电致变色的着色效率（CE=143 cm~2/C）和响应时间（tc=3.8 s和tb=2.9 s）。然后,通过溶胶-凝胶法和化学浴沉积法合成了Zn O包覆的TiO2复合纳米球薄膜。相比于纯的Zn O纳米片状薄膜,TiO2@Zn O纳米薄膜能够为电子或离子的传输提供更多的反应附着点,提高它们的迁移或扩散速率。并且,TiO2@Zn O核壳纳米球薄膜具有更宽的光学调制范围(ΔT600nm=71%)和更大的着色效率（CE=84.24 cm~2/C）以及其循环稳定性也进一步的提高。上述结果表明掺杂或复合修饰后的电致变色材料是可以改善电致变色性能的。再者,通过有机高分子与TiO2复合,促使无机材料高的硬度支撑、好的热力学稳定性和有机材料高的导电性、好的柔韧性、颜色丰富性相融合,改善其循环稳定性和电化学性能。因此,制备了有机类型复合包覆结构的TiO2电致变色纳米薄膜。利用溶胶-凝胶法和电聚合法制备了TiO2/聚邻硝基苯胺核壳纳米球薄膜和TiO2/聚3-甲基噻吩核壳纳米球薄膜。TiO2/聚邻硝基苯胺核壳纳米球薄膜实现了黄色、蓝色和绿色三种颜色的可控转换。并且,其循环稳定性较好,着色效率较大（43.72 cm~2/C）,透射率调制范围较高(ΔT600nm=55.7%)。同样,TiO2/聚3-甲基噻吩核壳纳米球薄膜因为TiO2和聚3-甲基噻吩的着色叠加作用使之也出现了多种颜色（蓝色、绿色、橙色和紫色）可控转换效果。并且,TiO2/聚3-甲基噻吩核壳纳米球薄膜的电化学循环稳定性、着色效率（121.9 cm~2/C）、透射率调制范围(ΔT600nm=62%)和响应时间均比TiO2和聚3-甲基噻吩的显著提高。最后,通过多种类型的制备方法（水热和溶剂热）和多种类型的结构引导剂制备出TiO2纳米棒、纳米簇和纳米片结构薄膜,这些薄膜结构可以为电化学反应提供更多活性位点和有助于离子扩散,以致薄膜具有很好的电化学性能和电致变色性能。在可见光和红外波段,这些薄膜均有显著变化的电致变色性能。尤其是TiO2纳米簇和纳米片薄膜,其光学调制范围在波长600nm处分别是50.4%和58.6%,在1500 nm处分别是41.1%和55.1%,在14μm处分别是37.5%和52.3%,电致变色褪色和着色时间分别是4.4/5.1 s和3.9/4.3 s,变色效率分别是98 cm~2/C和113 cm~2/C,在400个循环周期之后的光学调制范围分别是开始值的94%和95%。