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中孔二氧化钛因其具有良好的稳定性,较大的比表面积,表面改性容易,能有效的增强其光催化、光电转化等功能,因此能够在各个领域得到广泛的应用,如:废水净化、光电转换电池、纳米材料等。溶胶-凝胶法因其具有温和的反应条件和可控性以及生物相容性等特点,近年来成为被广泛应用的一种合成方法。其中,溶胶-凝胶法制备中孔纳米二氧化钛一般与模板技术相结合,其过程是利用不同类型的结构导向剂,以模板、溶胶-凝胶形成超分子结构,最后形成分布窄、空隙规则的中孔纳米材料。由于离子液体其表面张力低、界面能小、容易形成氢键、合成材料性能较好等特点,近年来作为模板剂被广泛应用于材料制备中。然而,离子液体因其具有成本较高、合成过程较复杂和需要纯化等问题。因此,我们采用低成本、易合成且不需纯化的低共熔溶剂（DES）替代离子液体为模板剂来合成中孔微晶二氧化钛。本文首先采用溶胶-凝胶法合成纳米二氧化钛,并通过单因素实验优化了制备工艺条件,进而通过分子设计,成功地制备了两种双亲型低共熔溶剂（DES）,并将其作为模板剂,制备了锐钛型高比表面积的中孔二氧化钛微晶并用于光催化降解甲基橙,结合密度泛函理论计算,对DES在中孔二氧化钛形成过程的作用机理进行了分析,具体研究内容如下:（1）以钛酸四丁酯为钛源,乙醇为溶剂,乙酸为pH调节剂,采用溶胶-凝胶法制备了纳米二氧化钛,通过单因素实验,探究无水乙醇,去离子水和pH值的配比对二氧化钛团聚粒径的影响规律,确定了最佳反应配比。结果表明,反应物配比为n（TBT）:n（C2H5OH）:n（H2O）=1:9:4,pH值为2.5时,X射线衍射（XRD）、动态光散射（DLS）粒径分布和BET分析结果表征,产品为结晶度良好单一锐钛矿相,二氧化钛颗粒粒径在13.2nm,团聚粒径在251.8nm,但无孔结构。（2）根据DES的结构和作用机理,选择制备了两种双亲型DES,即氯化胆碱-苯酚和氯化胆碱-苯丙酸,作为溶胶-凝胶法制备过程中的模板剂,来制备中孔二氧化钛微晶。结果表明所设计的DES具有良好的中孔结构导向作用,当氯化胆碱-苯酚、氯化胆碱-苯丙酸与钛酸四丁酯的摩尔比分别为0.3:1和0.1:1时,所制备的纳米二氧化钛为结晶度较好的锐钛矿相,并具有明显的中孔结构,其中氯化胆碱-苯丙酸做为模板剂所制得的二氧化钛比表面积为70.94 m2/g,孔直径为4.47nm,孔体积为0.079cm3/g。甲基橙降解实验结果表明,该中孔二氧化钛产品具有较好的光催化性能,在相同时间内其降解甲基橙的降解率较未使用DES制备的二氧化钛提高了28.1%。（3）最后通过密度泛函理论（DFT）计算发现,氯化胆碱的Cl原子和苯酚中的O-H中之间确实存在氢键,氯化胆碱-苯酚形成的DES后,DES中氯化胆碱的O-H也可以和Ti（OH）4晶胞的O-H形成氢键;随着体系原子个数的增加,弱氢键的数量逐渐变多,这也是因为静电吸引作用和排斥效应增强,导致氢键强度减弱。