在1972年,藤岛昭与本多健一首先发现了二氧化钛在紫外光照射下分解水的现象。自此,二氧化钛作为一种新型材料,引起了人们的关注。从而各国投入大量人力物力研究二氧化钛。现在,二氧化钛由于其特殊的性质,已经被广泛应用于各种行业,如光催化,自清洁玻璃,太阳能电池等等。作为最有发展前景的光催化剂,二氧化钛被认为是解决环境污染问题和能源危机的有力手段。二氧化钛的光催化性能主要决定于下面3个因素：(1)光谱范围与吸光效率；(2)物质由电子与空穴引起的氧化还原反应速率；(3)电子与空穴的复合速率。第一个参数大体上由半导体的结构所决定,一旦晶型确定,光谱范围与吸光效率基本上就很难改变。第二个参数与二氧化钛的比表面积有很大关联。当比表面积较大时,二氧化钛表面吸附物质多,反之亦然。第三个参数电子空穴的复合速率常常被忽视,这是由于其相对于其他两个影响因素很难被定量测定。但是其很大程度上会影响二氧化钛的光催化活性。如上所述,电子与空穴的复合导致没有任何化学反应发生,从而降低二氧化钛的活性。当前我们可以通过二氧化钛的结晶度和形状来控制电子与空穴的复合。一般来说,高结晶度有利于遏制电子空穴的复合。同时我们可以通过形成特定形状的二氧化钛粒子,从而使氧化面与还原面分离。在本文,我们通过H2O2-NH3溶液处理无定形二氧化钛,水热反应合成了具有十面体形状的锐钛矿二氧化钛。结果表明,H2O2-NH3溶液组分比例、溶液pH、前处理反应温度与时间以及助剂对二氧化钛粒子的大小形状有较大影响。十面体形状的纳米二氧化钛相对于其他不规整形状粒子具有更高的光催化活性。同时在本实验中,我们还发现二氧化钛粒子的表面价态对其光催化活性有很大影响,含有Ti3+离子的纳米二氧化钛粒子比含有Ti2+离子的以及不含有缺陷的二氧化钛具有更高的活性。这表明适量的缺陷可以抑制电子与空穴的复合,但是过量的缺陷反而会成为电子与空穴的复合中心。