由于化石燃料的枯竭以及全球环境的持续恶化对于人类社会存在构成巨大的威胁，在“绿色化学”这个理念大背景下用较为温和的方法合成金属氧化物对于能源有效利用是非常有意义的。众所周知，自然界中生物体可在温和的条件，大气压以及pH中性条件下，在生物体内矿化出具有精妙的微纳米结构的生物矿物。因此基于模拟自然界中仿生矿化过程，逐渐替代传统的苛刻合成条件来合成金属氧化物是仿生矿化的一个新领域。尽管自然界矿化出众多具有各种功能性质的材料，但是绝大多数已知的生物矿物并不适用于相关人造器件材料的特性。二氧化钛材料由于在环保和能源的诸多领域有广泛的应用前景而备受关注，受生物仿生矿化的启发，在生物体外仿生合成出二氧化钛是一个新颖且重要的研究方向。　　论文的主要内容如下:　　首先，利用仿生层层矿化方法，在泡沫镍表面形成鱼精蛋白/TiO2复合物，随后，在500℃氢氩混合气氛下热处理3小时，得到锐钛矿/TiO2(B)/碳/泡沫镍的复合材料，进一步利用恒流充放电和循环伏安电化学测试手段研究了该复合纳米材料作为锂离子电池负极材料的电化学性能，该材料表现出优异的倍率性能以及稳定性。　　其次，利用仿生层层矿化方法，以石墨烯氧化物为二维模板合成二氧化钛纳米片，同时引入铜和氮元素，在空气中高温裂解得到铜和氮掺杂的二氧化钛纳米片，并应用于可见光催化降解亚甲基蓝实验研究。与不掺杂的二氧化钛纳米片相比，铜和氮共掺杂二氧化钛材料的催化效果显著提高。并采用光电子能谱(XPS)、荧光光谱(PL)和电子顺磁共振谱(EPR)等技术表征了铜和氮共掺杂后的结构、表面各种元素化学态的变化情况，初步分析了铜和氮共掺杂导致更多的氧空穴和Ti3+，从而使得光催化活性提高。