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TiO2纳米材料由于其诸多的优越性能,如化学稳定性、耐光性、无毒、成本低廉以及光催化性能等,在太阳能电池、净化水处理、裂解污染气体和回收贵金属等方面具有广泛的应用。制备高质量的TiO2纳米结构并实现其可见光响应一直以来是纳米技术研究领域的热点方向。本论文一方面采用高剂量Ti离子注入SiO2基底,借助于透射电子显微镜（XTEM）、掠入射X射线衍射（GIXRD）、原子力显微镜（AFM）以及紫外-可见分光光度计（UV-Vis）详细地研究了结合后续高温热处理后TiO2纳米颗粒的形成、形状、结构、尺寸、空间分布以及光吸收特性;另一方面采用不同剂量的C离子对所合成的TiO2纳米膜实施辐照,研究了辐照对纳米颗粒结构和光吸收特性所引起的效应。其主要研究内容及其结果如下:（1）将105 keV的Ti离子注入到SiO2玻璃至1′1017和2′1017 ions/cm2,并在氧气气氛下进行热处理,详细研究了TiO2纳米颗粒的形成、结构、分布及其光吸收和催化性能。研究结果表明:高剂量Ti离子注入结合氧气气氛热处理可以在Si O2基底中形成TiO2纳米颗粒,并以金红石相为主。合成的TiO2纳米颗粒的形貌明显地依赖于注入离子的剂量,随离子剂量增加,形状不规则且分散排列的TiO2纳米颗粒会转变成尺寸较为均匀、分布致密的纳米颗粒,进而形成了TiO2类颗粒膜结构。另外,光催化降解实验结果表明,合成的纳米颗粒对罗丹明B溶液具备一定的降解作用。（2）针对高剂量Ti离子注入结合高温退火合成的TiO2纳米颗粒膜,开展了C离子的辐照改性研究,C离子的能量选择为35 keV,其剂量分别为1×1016和3×1016 ions/cm2。研究结果表明:在所研究的剂量下,结合不同气氛高温热退火工艺,C离子辐照对TiO2纳米颗粒膜的光吸收性质及其热演变影响不显著,而Ti、C相继注入的样品中,光吸收谱的带边红移效果更显著;Ti、C相继注入的样品在O2气氛下退火后,C离子的掺杂对TiO2光吸收的影响更明显。