众所周知,TiO2具有良好的光致亲水性和光催化活性,这两种特殊的性质使TiO2在环境污染治理和制备多功能光催化材料方面具有广泛的应用前景.对于这两种性质有关机理的研究也有大量的报道,在光致亲水性方面,Fujishima等人研究了金红石单晶在光照下表面羟基的结构和浓度的变化并提出了光致亲水性的机理.他们认为,TiO2的光致亲水性是表面羟基的形成引起的,在光照下,TiO2表面生成氧空穴,氧空穴解离吸附空气中的H2O生成羟基,使TiO2表面变成亲水性表面.在光催化反应机理方面,最经典的解释是光照使TiO2表面产生了羟基自由基(OH·),(OH·)具有强氧化活性,其氧化还原电势为+2.27V(vs.SHE,pH=7),足以氧化绝大多数的有机物,在有机污染物的降解反应中起到了关键作用.在光催化反应中,OH·通过两种途径得到:一是在有氧条件下,光生电子被O2捕获,生成超氧自由基阴离子(O2·-),(O2·-)经过一系列反应生成羟基自由基;二是通过光生空穴氧化吸附在催化剂表面的羟基或水分子而产生.表面羟基不仅可以和光生空穴反应生OH·而且还可能成为活性吸附中心而改变反应物分子的吸附形态并影响反应物分子的催化反应，由此可见,TiO2的表面羟基在光催化反应中起着举足轻重的作用.另外,吸附在TiO2表面的水分子可能以分子的形式吸附或者解离吸附在催化剂表面形成不同的表面羟基.本文研究TiO2的表面羟基和表面羟基在光催化反应中的作用在光催化的机理探索中显得尤为重要。