本文利用水热法系统地研究了纳米管、纳米带等不同晶型、不同形貌的TiO₂准一维纳米材料的合成,探讨了水热反应条件对制备TiO₂纳米材料的影响,分析了其生长机制,研究了部分材料的电化学性质;利用原位高压实验技术对准一维TiO₂纳米材料进行了高压结构相变研究,拓展了低维纳米体系下的高压研究。利用水热法制备出不同形貌和晶型的TiO₂纳米管、纳米带、纳米“竹筏”。揭示了水热反应过程中反应温度、反应时间、添加物浓度等对反应产物的影响,解释了不同形貌的形成机制,并对其晶型转变做出了合理的解释。首次利用水热法制备出多孔洞TiO₂-B纳米带和TiO₂-B@C核壳纳米带,对其电化学特性进行了初步的探索性研究。发现多孔洞结构和碳包覆能够有效的提高TiO₂-B纳米带的电化学嵌锂特性,为设计合成新型纳米锂电池阴极材料提供了一条新思路。对单晶TiO₂-B纳米带其进行了高压结构相变研究,发现了TiO₂-B纳米带在高压下的压致非晶及非晶多形现象。利用HRTEM揭示了低密度非晶TiO₂的微观结构,进一步解释了非晶多形现象的本质。提出了TiO₂-B单晶纳米带高压相变过程中的均相成核机制。这是首次在准一维体系中发现了压致非晶及非晶多形现象。研究了纳米多孔金红石相微米棒和锐钛矿相TiO₂微米棒/纳米带/纳米棒的高压结构相变。揭示了不同形貌和尺寸对材料结构稳定性和相变规律的影响,这些工作拓展了低维纳米体系下的高压结构相变研究。