纳米结构材料因其独特的光、电、磁和机械性能，在纳米器件和功能材料等诸多领域具有潜在的应用。通过调研大量文献发现，纳米材料的结构、维度、形貌、尺寸等因素对它们的性能有着直接影响。如何实现对纳米材料的结构、性能的有效调控，是本论文的研究目标。本论文通过水热法成功地合成出了碱金属钛酸盐一维纳米结构材料，实现了在合成过程中对尺寸和形貌的调控，对其形成的机理和后处理影响进行了初步的探讨，并对其光催化性能进行了测试。主要完成了以下研究工作：　　 1、以自制的锐钛矿TiO2和氢氧化钠等为起始原料，通过水热法在200℃下制备了不同水热处理时间和温度的具有一维纳米结构的钛酸盐材料。用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其形貌和结构进行了表征。在更高的温度下，钛酸盐纳米管/棒将更快的形成，但是水热温度对产物的最终形貌没有很大的影响，而随着处理时间的延长，其形貌结构将发生有规律的变化。对后处理中酸洗对产物的形貌和晶体结构的影响进行了对比研究，发现在酸洗之前钛酸盐一维纳米结构就已经形成，但是酸洗能使产物的晶体结构产生变化，同时也对形貌有一定的改善。通过原料和产物的紫外-可见光谱可以看到，一维钛酸盐纳米材料是一种宽禁带的半导体材料。　　 2、通过水热法制备了钛酸钾纳米管/棒，研究了在不同时间下合成不同长度和宽度的钛酸钾纳米管/棒的机理和形态的控制条件。处理温度在200℃下，不同的反应阶段得到钛酸钾不规则块状体、纳米管、纳米棒等结构。发现水热处理时间能对钛酸钾特定结构进行有效的控制。确定了水热处理时间和钛酸钾形貌结构的关系，从而可以通过选择反应的合理处理时间和温度，得到特定的钛酸钾纳米结构。初步探讨了利用离子交换法将Li+加入钛酸盐纳米管晶体中的动力学规律，对碱金属离子在钛酸盐纳米管/棒的离子交换反应有一定的参考作用。最后利用模板法制备具有尖头状纳米棒结构的钛酸盐，对其形貌和结构进行了表征。　　 3、利用质子化钛酸盐纳米结构材料对甲基橙溶液进行光催化降解研究。发现钛酸盐纳米管比纳米棒具有更高的催化效率，通过与普通TiO2粉体的光催化降解效率对比，显示了钛酸盐纳米结构突出的光催化性能。进一步对钛酸盐光催化剂用量进行了研究，得出最优条件，为进一步工业化大规模处理污水的研究工作提供实验和理论依据。