二氧化钛作为光催化净化材料,具有节能环保、清洁无毒的优点,以生物模板法制备二氧化钛成为近几年环境保护领域、仿生医学领域、功能材料领域研究关注的热点。但二氧化钛由于其禁带宽度较大,对太阳光的利用率较低,以及吸附性能较弱的原因,限制了其在某些特定领域中的应用。本研究分别以杨木和杉木为研究对象,利用其木方、木粉、纳米纤维素形态为生物模板,以钛酸四丁酯、冰乙酸、无水乙醇和去离子水的混合溶剂为前驱体,通过木材模板预处理-前驱体浸渍-高温煅烧的方法制备具有木材多级孔结构的二氧化钛光催化剂。通过研究不同尺度木材模板制备的二氧化钛孔隙形貌、晶相结构特征及光吸收性能,探讨其对木质材料模板二氧化钛的吸附性能及光催化降解性能的影响,明确该分级孔二氧化钛光催化降解作用机制。研究结果如下:（1）以模板预处理-前驱体浸渍-高温煅烧转化工艺获得的木材模板二氧化钛能够遗传复制木材的分级多孔结构,模板二氧化钛的多孔结构同时具备微米级别的大孔、2～50nm的介孔和小于2nm的微孔分级分布,主要遗传自木材纤维细胞、不对称管胞和纹孔结构。木材模板树种及尺寸的改变对获得的二氧化钛孔隙排列状态及孔隙分布有一定的影响。（2）以木材为模板制备得到的二氧化钛为锐钛矿相和金红石相的混合晶相,制备得到的木材模板二氧化钛晶粒尺寸相比于无模板二氧化钛减小5%～46%,其中纳米纤维素模板二氧化钛的最小为14.63nm。同时,在木材模板的作用下,获得的二氧化钛介孔、大孔的数量和比表面积有所增加,其中杉木木粉模板二氧化钛的比表面积和孔容最大、杨木木粉模板二氧化钛的吸附孔径最大,分别为19.40m2/g、0.13cm3/g、12.47nm,相比较无模板二氧化钛提高了 76%、60%和45%。（3）不同树种、尺度的木材模板制备的二氧化钛对目标反应溶液的吸附性能表现存在一定的差异。在对两种污染物的吸附表现中,以木粉为模板制备的二氧化钛比以木方为模板制备的二氧化钛吸附率要高8%～50%。在对亚甲基蓝溶液的吸附过程中,杉木木粉模板二氧化钛吸附速率最快,在静态吸附240min后吸附量达到6.50mg/g,同树种的杉木木方模板二氧化钛的吸附量最低,仅有3.25mg/g。木材模板二氧化钛的吸附过程主要以物理吸附为主,通过颗粒内扩散模型拟合发现整个吸附过程分为吸附效率较高的表面吸附、微孔的缓慢填充、平衡吸附三个阶段。（4）在紫外光照条件下,木材模板二氧化钛由于其分级多孔结构对紫外光波产生驻波共振消耗,使得模板二氧化钛紫外光催化降解有机污染物的能力获得提升。其中,纳米纤维素模板二氧化钛光催化亚甲基蓝溶液及甲醛溶液性能最为优异,其次为杉木木方模板二氧化钛,其光催化降解亚甲基蓝溶液的反应速率常数分别是无模板二氧化钛的2.66倍和1.89倍,对甲醛溶液的降解率相比无模板二氧化钛提高了 16%和14%。（5）以木材为模板进行二氧化钛的制备可拓宽二氧化钛激发光源的波长范围,增强了其在可见光区域的吸收,减小了禁带宽度。五种木材模板二氧化钛在可见光条件下对甲醛溶液及亚甲基蓝溶液均表现出一定的催化降解能力,其中纳米纤维素模板二氧化钛对甲醛及亚甲基蓝溶液的可见光降解能力最高,分别为24.3%和22.4%,而杨木模板二氧化钛的可见光催化降解能力最低,相较于相比较于无模板二氧化钛仅提高了 11.1%和10.2%。木材模板二氧化钛具有较好的紫外光催化降解稳定性,在对杉木木方模板二氧化钛紫外光循环降解测试中发现,经过五次循环催化后,其对亚甲基蓝溶液的降解率达到92.1%,仅较第一次催化降解效率降低了 2%。