本论文以钛基纳米结构材料为研究对象，探索了其不同异形体的制备方法，并研究了其性能。主要研究内容和结果如下： 1.介孔二氧化钛的制备和性能运用三嵌段聚合物表面活性剂作为模板，在完全不同的实验条件下，成功合成了介孔TiO2纳米结构。利用XRD、TEM、N2的吸附和脱附等温线及吸收光谱等手段对所制备的样品特性进行了表征。结果表明，水热处理更有利于孔道壁的高有序和高晶化度的形成，在EtOH/H2O溶液中通过回流除去模板更优于烧结法。运用亚甲基蓝作为模型污染物研究了所制备样品的光催化活性，以DegussaP25作为参比催化剂，实验发现所制备的介孔TiO2比DegussaP25具有更高的光催化活性。 2.钛酸盐纳米纤维和纳米管的合成采用简单、温和、廉价的回流方法成功制备了氢形式的钛酸盐(H2Ti3O7)纳米纤维和纳米管，并考察了钛酸盐纳米纤维和纳米管对甲基橙的光催化降解性能。研究结果表明，控制不同的实验条件可以分别制得钛酸盐纳米纤维和纳米管。所制得的钛酸盐纳米纤维和纳米管对甲基橙没有光催化降解活性，经不同温度焙烧，样品的光催化活性伴随结构的变化而增加，400℃的焙烧样品显示出了最高的光催化活性。 3.溶剂热法合成超长、单晶二氧化钛纳米线运用NaOH的水溶液和乙醇作为混合溶剂，通过一种简单、廉价的溶剂热过程成功合成了直径在20-50nm，长度达到几个微米的单晶TiO2纳米线。所合成的纳米线具有结构均匀、纯度高、结晶完美的特点。通过跟踪不同反应阶段样品的成长过程研究了纳米线的成长机理，结果表明，乙醇的存在极大地影响了最终产物的形态和结晶行为。 4.可控合成一维单晶二氧化钛纳米结构合成了一维单晶TiO2纳米结构，如纳米线、纳米棒、纳米管，可以通过选择不同的溶剂来调控其形貌。 5.竹节型Ag掺杂二氧化钛纳米线异质节制备了直径大约在50-100nm，长度达到微米的竹节型Ag掺杂TiO2纳米线异质节，并通过TEM、HRTEM、SAED和EDS等手段表征了异质节结构。 6.单晶二氧化钛金属包覆层的沉积特性以超长单晶TiO2纳米线作为氧化物载体，以AgNO3，NdCl3·6H2O，Ce(NO3)·6H2O，SnCl4·5H2O，CdCl2·2.5H2O作为金属源，获得了不同金属包覆的TiO2纳米线核-壳结构，通过TEM研究了包覆层，并对不同包覆层作了比较。研究发现，不同金属在单晶TiO2纳米线上显示了不同的包覆特性，这种简单的构筑方法为一维纳米结构的修饰提供了一种新的思路。