二氧化钛具有价格低、储量高、电化学性质稳定等优点。然而,较低的电导率和电催化活性限制了其在电催化领域的广泛应用。各种方法,包括掺杂金属或非金属,形貌调节、异质结、缺陷工程等被用来改善TiO2的电催化性能。其中,贵金属改性的方法被认为是最好的方法。本文采用贵金属掺杂方式提升TiO2电催化性能,改性后TiO2表现出更高效的电催化析氢性能（HER）和高效氮还原（NRR）性能。主要研究内容和结果具体如下:（1）以SiO2为模板,合成中空氧化钛（记为TiO2-H）和核壳结构掺杂钯的氧化钛（记为Pd@TiO2-H）,并负载于玻碳电极,作为阴极。研究不同含量Pd掺杂的TiO2-H对HER性能的影响,探究最优组分,分析HER机理。0.05wt%Pd@TiO2-H实现了最低的过电位和最快的反应速率。在电流密度为10m A cm-2时的过电位为0.43 V,塔菲尔斜率为63 m V dec-1,明显优于商业P25TiO2(0.92 V,,636 m V dec-1)和TiO2-H(0.78 V,349 m V dec-1)。5000次循环的极化曲线与初始状态极化曲线几乎无差别,电极非常稳定。（2）以单宁酸（TA）作为还原剂,氯金酸为前驱物,运用溶胶-凝胶法合成Au/TiO2纳米实心球,将其负载于碳纸,作为阴极,研究不同因素（电压、N2/Ar、不同Au掺杂量、溶液性质等）对NRR效果的影响。研究发现,只有在氮气饱和氛围,以及施加一定偏压下,并使用合成的材料作为电极时,才可能产生较高产量的氨,这说明本实验中的氨来自氮气电催化还原。Au掺杂后,材料的电化学活性面积显著增加。1wt%Au/TiO2在0.1M硫酸钠电解液中,在较低的电位-0.2V vs.RHE下获得了最佳氮还原效果(氨产率为24.75μg h-1mg-1cat和法拉第效率为1.83%)。且5次循环材料性能几乎不变,证明催化剂非常稳定。（3）以醋酸钯和氯金酸为前驱物,使用单宁酸还原制备得到Au Pd/TiO2。Au与Pd的摩尔比为1:0.5时,Au Pd/TiO2不仅在保持原来电位（-0.2 V vs.RHE）下将法拉第效率提高至25%,氨产率也提高3.24倍。最后提出可能的NRR机理。