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TiO2是一种常见的半导体材料,在光照射下它能产生具有很高氧化还原能力的光生电子以及光生空穴,特别是对于纳米尺寸的TiO2,其光电转换性能尤其突出。能源问题和环境问题是当今世界面临的两个日趋严峻的巨大挑战,而TiO2纳米材料在降解有机污染物、光解水制氢等方面所具有的高效性,以及其成本低廉,无毒性,物理及化学稳定性高等优点,引起了广大科学研究者和工业生产者的极大兴趣。但是,由于其能带结构的制约,纯TiO2只能吸收紫外区域的光线。为了克服这一难题,在近几十年里全世界的科学研究者已经开发出了一系列的改性技术,并且在其光催化机理以及光催化改性机理方面进行了深入的探索工作。本论文在这些研究的基础上,有针对性地选取了AgI/TiO2纳米复合体系和Ti02的氢化为切入点开展了深入的研究。全文的具体内容为以下几个方面：利用沉淀沉积法制备了AgI/TiO2复合纳米材料,并利用PdC12进行再修饰,对修饰后的纳米复合材料进行了可见光光催化性能的表征。通过对亚甲基蓝的降解实验证明,PdC12修饰的AgI/TiO2在可见光区域的催化活性得到显著的提高,X射线衍射图谱分析显示修饰过程中发生了化学反应,正是该反应产物导致了光催化剂在可见光区域的良好催化活性。通过AgI/TiO2纳米复合光催化剂多次循环降解亚甲基蓝和甲基橙染料的实验,发现其催化性能在循环使用中存在着严重的失效现象,XRD图谱和扫描电子显微镜照片显示其AgI晶粒在此过程中显著长大,从而导致了AgI/TiO2纳米复合光催化剂光降解性能的下降。我们还将AgI/TiO2纳米复合光催化剂在不同PH值溶液中浸泡以探索其酸碱稳定性,通过XRD和紫外-可见光吸收光谱我们系统地进行了结果表征,发现碱性环境更有利于保持光催化剂的纳米晶体结构及其可见光催化降解性能。同时也考察了AgI/TiO2纳米复合光催化剂在空气环境中的老化时间对催化性能的影响规律。采用电化学方法对纳米Ti02光催化材料的商业产品——P25并进行氢化处理,电化学氢化后的P25颜色由白色变成深蓝色,氢化后的P25在紫外-可见光区域对光的吸收能力大大提升。通过对其稳定后性能的表征,发现电化学氢化后的P25具有更优异的光催化活性。XPS分析结果显示在电化学氢化的过程中,P25晶格结构中形成了Ti3+离子和氧空位。电化学氢化前后的光电流和荧光光谱测试表明经过电化学氢化后P25中的光生电荷复合率大大降低,通过测试结果我们对实验现象进行了合理的解释。为了深入研究室温下氢与TiO2的反应机理,我们进一步对(001)面金红石单晶进行了电化学氢化处理。通过XRD、红外吸收、紫外-可见吸收分析以及电输运性能的研究,发现在电化学氢化金红石单晶中形成了两种不同形态的氢,一种以与O离子形成O-H键的形式(记为(OH)。)存在,另一种则具有高移动性和高活性(记为Hlm)。这两种形态氢的浓度都随时间而减少,其中后者的时间衰减常数比前者要小许多,使得样品的结构和性能表现出一种随时间逐渐自我恢复的奇特现象。