本文以部分体系钛酸盐材料和钛酸盐陶瓷为研究对象，研究了Bi4Ti3O12(BIT)、BaTiO3(BTO)超细晶和纳米材料的制备、表征、光学特性、光催化活性及金属元素掺杂对其光学特性以及光催化活性的影响；研究了纯相和镧掺杂BIT陶瓷组成和晶体结构对其微观形貌和致密度的影响。　　 首先，采用水热方法合成BIT超细晶和纳米材料，制备了BIT纳米线、超细晶球和微米花等结构晶体。为达到形貌可控的目的，探索了水热反应温度、水热反应时间、氢氧根浓度等因素对BIT形貌和结构的影响，探索了BIT超细晶和纳米材料可控形貌的反应参数。提出了这些不同形貌的演化过程，并研究了BIT的光吸收特性和光催化活性。结果表明，BIT纳米线具有最佳的光催化活性，经可见光照射360 min，浓度为0.01 mmol·L-1甲基橙降解率可达93.0％。　　 其次，采用水热方法制备了稀土(La、Nd)掺杂BIT纳米结构和过渡金属(V)掺杂BIT纳米粒子，合成了纳米线、纳米片和纳米颗粒等结构晶体。探索了pH值对其形貌和结构的影响，确定了可控形貌的反应参数，提出了这些不同形貌的演化过程，并研究了其光学特性和光催化性能。实验结果表明，La、Nd和V掺杂都可使BIT光催化性能得到提高。其中，Nd的掺杂使BIT光催化性能提高幅度最大，OH￣浓度为10 mol·L-1时制备的BNdT纳米线光催化效率最高，经可见光照射360 min，浓度为0.01mmol·L-1甲基橙溶液的降解率可达到96.0％。　　 再次，采用水热方法制备了镁掺杂BaTiO3纳米棒。探索了pH值对其形貌和结构的影响，并研究了其可见光催化性能。OH￣浓度为8 mol·L-1时制备出BMT纳米棒，其对甲基橙降解率可达93.0％，最后，采用溶胶-凝胶法制备了BIT和镧掺杂BIT纳米晶粉体，展示了不同热处理试样的结构、形貌和光学特性，并运用所制备的纳米晶粉体制备了BIT和掺镧BIT陶瓷，研究了其晶体结构、微观形貌、烧结时间、烧结温度和成型压力对陶瓷致密度的影响。结果表明，高压技术由于可以降低陶瓷的孔隙度因而对其致密度的提高有重要作用。　　 本论文中的研究成果不但为钛酸盐系超细晶和纳米材料的研究提供了优化的制备条件，而且在钛酸盐系材料性能研究中得到了一些有意义的结果，这些结果对于提高钛酸盐系材料的光学特性、光催化等性能提供了一个有效的途径，也对其实际应用有着重要价值。