TiO₂纳米材料具有卓越的表面超双亲性、紫外屏蔽性和光催化特性等优点，其在建筑材料、大型设备仪器、化妆品、隐形飞机及太阳能电池等方面有着很好的应用前景。目前TiO₂纳米材料的制备技术仍然有待改进，同时TiO₂纳米材料的形成机理也有待进一步深入研究。本文制备了两种形貌的TiO₂纳米材料，研究了制备条件对TiO₂纳米材料的生长过程、形貌变化、晶型结构等的影响规律，理论分析了材料的生长机制。本论文取得的主要成果和结论如下：（1）本文采用阳极氧化法制备了80μm长的TiO₂纳米管，在含水量约为2vol％的乙二醇有机电解液获得了长的TiO₂纳米管，该纳米管高度有序。同时研究了电解液体系、电压、时间对TiO₂纳米管形貌、尺寸的影响。a.乙二醇体系中TiO₂纳米管生长速度大幅度加快，可获得的极限管长显著提高，管径变小，管壁更加光滑，有序度更好。b.纳米管长度、管的生长速度随着加载电压的增大而不断增长。管径随电压无明显变化，管壁随电压升高逐渐变薄。c.纳米管的长度随着氧化时间的延长呈指数函数型增长。（2）利用阳极氧化法制备出了TiO₂纳米带/纳米管复合结构。并分析了TiO₂纳米带的生成机理，研究发现纳米带是纳米管撕裂倒塌后形成的。纳米管的最大长度是由上层管的“劈裂”速度和管底氧化层生成速度的动态平衡来决定的。（3）以TiO₂纳米管为反应物，采用弱碱体系蒸汽水热法制备了锐钛矿TiO₂/钛酸复合结构。探讨了锐钛矿TiO₂/钛酸纳米材料的形成过程，并分析了生长过程中的晶体原始结构、反应环境参数与生成的纳米材料结构的关系。钛酸盐/锐钛矿复合结构纳米材料的生成经历了一个由无定形TiO₂纳米管结构向亚稳态的层状钛酸纳米结构和相对稳定的锐钛矿结构转变的过程。