作为目前唯一被成功产业化的光催化材料,纳米二氧化钛具有优异的光催化性能、稳定的物理化学性质以及对大部分污染物的降解能力,在抗菌和污水处理等领域具备广泛的应用前景,而目前相关薄膜制备技术是制约二氧化钛应用的关键,传统的热喷涂工艺在纳米尺度材料的涂层制备领域存在一定的难度。本研究基于P25二氧化钛纳米粉末,利用液料热喷涂技术成功制备了直径为20-80 mm可调、壁厚为1-2 mm的空心纳米二氧化钛粉末,P25纳米尺度和锐钛矿成分被成功保存于空心粉末中。基于该粉末,本研究利用大气等离子喷涂制备了纳米结构二氧化钛涂层。通过利用XRD、FESEM、TEM、XPS等微观结构表征,表明涂层中锐钛矿/金红石比例可以通过调整喷涂参数进行调控,并可以实现表面多孔的涂层结构。同时涂层具备优异的亚甲基蓝降解特性,并显示出良好的杀菌性能。