二氧化钛具有高的化学和热稳定性、宽禁带等优点,在储能、光催化等方面具有巨大的应用潜力。然而,单一的二氧化钛组分限制了其进一步的应用。如今,通过对二氧化钛和其他功能纳米材料的复合,合成二氧化钛基纳米复合材料则受到特别的关注。该类材料不但结合了二氧化钛及其它功能材料的特性,而且在一些应用里呈现出比单一组分更加优越的性能。本论文采用了以三氧化钼作为模板的策略,制备了形貌可控和组分可调的二氧化钛基纳米复合材料,并重点研究其在催化和吸附方面的应用。具体研究内容如下面介绍:1.金属纳米粒子修饰的微/纳米管杂化结构兼具金属纳米粒子的独特性质和大的比表面积的优点,有着很高的应用价值。本研究首次以聚多巴胺（PDA）为原料,采用扩展st?ber法以及氮气保护下高温处理等方法,直接合成了镍纳米粒子修饰的氮掺杂碳层多孔二氧化钛微管。在合成过程中,通过镍离子协助多巴胺在氨溶液中聚合的策略,在MoO₃@TiO₂表面包覆一层镍离子掺杂的聚多巴胺层(PDA-Ni²⁺),形成了无定形的TiO₂@PDA-Ni²⁺空心微管。值得注意的是,在PDA-Ni²⁺的包覆过程中,三氧化钼也同时去除,这极大简化了实验过程。在惰性气氛中高温处理后,可以得到具有锐钛矿型、金红石型相的TiO₂@C-Ni微管。由于所修饰的在二氧化钛微管表面的高密度的镍纳米粒子,所制备的TiO₂@C-Ni微管对富组氨酸蛋白质呈现良好的吸附性能,同时对还原4-硝基苯酚也具有良好的催化性能。这些结果为一维空心微管的制备在储能、光催化等领域的潜在应用开辟了新的途径。2.基于水热法和原位还原法制备了TiO₂@MoS₂@Au/Ag/Pd纳米复合材料。首先利用了三氧化钼（MoO₃）微米棒为模板制备了二氧化钛包覆的三氧化钼复合材料（MoO₃@TiO₂）,再结合水热法在TiO₂微管的表面上生长一层二硫化钼纳米片（TiO₂@MoS₂）。在不添加还原剂的情况下,通过原位还原在TiO₂@MoS₂片上修饰了贵金属纳米粒子（Ag,Au,Pd）从而得到贵金属纳米粒子修饰的纳米复合材料（TiO₂@MoS₂@Au/Ag/Pd）。由于高的比表面积和修饰的高密度的贵金属纳米颗粒,所得到的TiO₂@MoS₂@Au/Ag/Pd可作为催化剂,用于还原4-硝基苯酚。测试结果表明TiO₂@MoS₂@Pd对还原4-硝基苯酚表现出最高的催化活性。3.基于溶胶凝胶法和水热法制备了一维分级硅酸镁修饰的二氧化钛微管（TiO₂@MgSiO₃）。首先以二氧化钛包覆的三氧化膜（MoO₃@TiO₂）为模板,利用扩展的st?ber方法得到空心结构的二氧化硅包覆的二氧化钛微管（TiO₂@SiO₂）,最后通过碱性条件下和镁离子水热反应,进一步得到硅酸镁修饰的二氧化钛微管。另外,此方法还可以拓展得到硅酸铜修饰的二氧化钛微管。鉴于其具备大的比表面积,及含有层状的硅酸镁和介孔二氧化钛管的组分,硅酸镁修饰的二氧化钛微管在染料吸附（亚甲基蓝）表现出良好的吸附性能。