二氧化钛（TiO2）纳米材料在光催化、化妆品、能源存储与转换等方面存在巨大的应用价值,是最重要的过渡金属氧化物之一。在TiO2制备方法中电化学法因操作简单、易于规模化生产等优点而备受青睐。TiO2纳米管阵列与介晶相由于比表面积大、稳定性高、电荷传导性好而应用性能优异。然而TiO2纳米管阵列的电化学阳极氧化法制备在生长机理与形貌结构调控仍有诸多不足之处。介晶相TiO2则至今尚未有电化学方法合成的报道。因此,深入研究电化学法制备TiO2纳米管阵列与介晶相的生长机理与形貌调控,提高其在光催化等方面的应用性能有重要的理论意义与现实价值。本课题研究孔径小于15 nm这一当前极限值的阳极TiO2纳米管阵列的制备与生长机理;同时探索一种利用电化学反应快速制备大量形貌结构可控且光催化性能优异的TiO2介晶相纳米材料的方法。本文主要研究内容如下:（1）阳极氧化法制备超小孔径TiO2纳米管阵列:在高侵蚀高粘性电解液中外加低电压下制备得到了管径小于10 nm的TiO2纳米管阵列,打破目前孔径15 nm的限制。通过在电解液中添加乳酸、氟钛酸铵,或密封电解槽等方法可以有效延长超小孔径TiO2纳米管阵列的长度,从一百多纳米延长到约一微米。（2）小孔径阳极TiO2纳米管阵列高电压下的微击穿生长机制:在高电压高电流密度下,阳极TiO2纳米管孔径并没有像一般情况一样随电压的增加而单调增加,反而随电压增加明显减小。其他条件相同时,高电流密度得到的纳米管孔径较小,而较低电流密度得到的纳米管孔径较大。提出阳极氧化微击穿模型解释了高电压下纳米管孔径反而变小这一有悖常规现象的物理化学机制。（3）锐钛矿TiO2介晶结构纳米材料的电化学制备与光催化应用:利用电化学反应快速制备了大量的盘状NH4TiOF3、棒状（NH4）2TiOF4和八面体（NH4）3TiOF5介晶粉体,并通过退火同形转化得到相应形貌的锐钛矿TiO2介晶纳米材料,其在光催化降解亚甲基蓝应用中表现优异。