二氧化钛因其廉价,无毒,性能稳定等特点被认为是一种理想的光催化剂,有望在污染治理和新能源开发等领域可以实现大规模的应用。单纯的TiO₂由于其本身的宽禁带属性,使得它只能吸收紫外光,太阳光能利用率低,目前,人们正在致力于寻找提升TiO₂光响应范围的方法。目前用于提升TiO₂光催化性能的方法有很多,在这之中利用还原法合成黑色TiO₂的相关报道吸引力人们的注意。黑色TiO₂的晶格结构中存在自掺杂Ti³⁺和氧空位缺陷,在材料的禁带中形成缺陷能级从而缩短了带隙并且实现了光生电子空穴对的有效分离。所述的还原法包括氢气高温还原,铝热还原,等离子烧蚀,以及化学、电化学还原等,二氧化钛的颜色随着还原处理时间的加长,其颜色逐渐加深,在材料的表面或者内部产生晶格缺陷氧空位和Ti³⁺。然而目前所使用的的还原方法都存在着实验条件严苛,制备过程繁琐,并且存在着大量的能源消耗,不利于黑色TiO₂的工业化应用。寻找一种简单绿色的方法合成稳定自掺杂Ti³⁺缺陷的TiO₂具有很大的科学意义和经济价值。本文提出了采用利用液相辉光等离子体电解还原的方法对工业TiO₂进行还原改性处理,实验结果证明,利用该方法合成的灰色TiO_2-x具有优异的可见光光催化性能,并有望实际应用于水资源污染治理当中。主要研究成果如下:利用液相等离子体电解的方式制备了灰色TiO_2-x。改变放电功率合成了不同的灰色TiO_2-x,并通过采用各类表征测试仪器等对不同实验条件下合成的灰色TiO_2-x的表面形貌,晶格、粒径、电子价态等进行了完整的检测。研究了等离子体功率对于合成的灰色TiO_2-x各项性质的调控作用,比如禁带宽度,缺陷浓度等。利用罗丹明B、甲基橙、苯酚等有机物作为光催化剂的降解目标,在可见光条件下进行了降解测试,证明了合成的灰色TiO_2-x具有优异的可见光光催化效果,并通过重复性实验证实了材料良好的稳定性。结合分析测试仪器得到的各项结果,解释了液相等离子体合成灰色TiO_2-x及其光催化反应的机理。