由于二氧化钛在太阳能转化,光催化,净水,锂离子电池阳极等多方面的应用,受到了科学家们的广泛关注。为了满足不同的应用需求,制备合成不同形貌,尺寸及相组成的TiO2纳米材料是十分必要的。通常制备合成满足上述条件的TiO2纳米材料,需要多步反应或较高的实验条件,很少一步制得。本论文采用低温下一步溶剂热法合成了TiO2纳米微球,通过对实验条件一系列的调整合成出多种形貌的TiO2纳米材料,晶型组成为金红石型和锐钛矿/金红石混晶两种晶型。主要的形貌组成有:一维纳米线,簇状微球,海胆型微球,花状微球。并采用XRD, SEM, DSC 和TG对其结构、形貌以及性能进行表征,同时进行了光催化性能的测试。在此基础上,分别通过加入Sn2+和Zn2+离子对Ti02进行离子掺杂修饰制备了掺杂二氧化钛微球;并采用XRD, SEM, TEM, XPS, BET, DSC和TG对其结构、形貌以及性能进行表征,通过对试样的反应物种类组成,比例组成,以及实验条件等众多条件进行调节,探索出最适宜的反应条件,并成功制备出多种形貌的TiO2纳米材料,同时也进行了光催化测试。主要的研究结果如下:1.采用低温下一步溶剂热法合成了TiO2微球,并且对其结构,形貌,热稳定性,以及光催化性能进行了表征,结果表明:在黑暗条件0.5 h达到吸附平衡后,总吸附量为5%,在紫外灯照射下,光催化降解1.5 h后,降解量为40%。2.在上述工作的基础上,对TiO2微球进行了金属阳离子修饰。当掺杂修饰离子为Sn2+时,通过对实验中反应物的组成,反应的实验条件等进行调节,可以成功制备出不同尺寸的海胆微球,此时的相组成为金红石型TiO2,在黑暗条件0.5 h达到吸附平衡后,总吸附量为5%,在紫外灯照射下,光催化降解1.5 h后,降解量为90%。当对实验中反应物的比例进行调解时,可以成功制备出对比鲜明的各种形貌的TiO2纳米结构,在紫外光下,对甲基橙进行光催化降解实验,发现当相组成为锐钛矿/金红石混晶时,具有最好的光催化性能。在黑暗条件0.5 h达到吸附平衡后,总吸附量为8%,在紫外灯照射下,光催化降解5 min后,降解量为98%。主要的影响归结于晶型的组成,以及比较大的比表面积。3.修饰离子为Zn2+时,对时间,温度,盐酸,Zn2+盐的阴离子,缓释剂等多个实验条件的影响进行了研究,制备出了不同形貌的Zn2+掺杂Ti02微球。在黑暗条件0.5 h达到吸附平衡后,总吸附量为10%,在紫外灯照射下,光催化降解60 min后,降解量为90%。实验研究了不同离子掺杂对材料形貌以及性能的影响,可知金属离子的修饰对TiO2微球形貌影响主要表现在微球表面刺状结构的不同,光催化性能测试表明,Sn2+掺杂的微球光催化性能最优异。上述的研究内容,将为未来进一步制备出更符合要求的TiO2纳米材料提供必要的实验基础和理论依据。