在二氧化钛光催化研究中，氧气参与反应是一个重要的过程，加深对该反应过程的认识对于深入了解光催化降解有机污染过程具有重要的意义。而众多研究表明，多相催化过程中催化剂表面性质对于反应过程有一定的影响。二氧化钛光催化降解有机污染物的反应是一个典型的多相催化过程，因此，通过了解催化剂结构与反应历程的关系，能够很好的促进我们对二氧化钛光催化的理解，并对催化剂设计起到指导作用。我们在合成二氧化钛的过程中通过控制水热合成条件，调控了二氧化钛的形貌，使得其表面暴露晶面的比例得到调控[1-2]。将该系列催化剂用于以对苯二甲酸为目标污染物的降解反应过程中，研究了二氧化钛晶面对氧气参与反应的过程的影响。通过氧同位素示踪，中间产物浓度变化和氧气消耗量的研究，我们发现锐钛矿{001}晶面的光催化活性低于{101}晶面。但是，在对苯二甲酸的羟基化反应过程中，羟基化产物中羟基来源于水和氧气，{001}晶面上形成的羟基化产物中来源于氧气的比例高于{101}晶面上来的羟基化产物中源于氧气的比例，说明了氧气活化参与羟基化反应的路径在{001}和{101}晶面上是不同的。通过检测中间产物的浓度变化和氧气消耗量的研究，消耗相同量的底物，{001}上消耗的氧气高与{101}晶面的消耗量，{101}晶面上多形成的是上插入一个氧的羟基化产物，而{001}晶面上形成的更多是深度氧化产物(底物上两个及以上的氧)，有利地证明了{001}和{101}晶面上氧气参与反应机理具有差异。根据已有研究结论，{001}晶面上的光生载流子的浓度要低于{101}晶面，同时{001}晶面上的氧气吸附量相对较高，这可能导致氧气的还原产物的差异，进而导致氧气参与反应的路径在两个不同的晶面上表现出了差异。