半导体光催化技术在环境修复领域具有广阔的应用前景，尤其是在痕量有机和重金属污染物的移除方面。二氧化钛作为一种环境友好材料，是目前研究最为广泛的半导体光催化剂，但是，传统使用的纳米尺度二氧化钛光催化剂存在结构不稳定、易团聚、难以持久有效等缺点，并且光催化效率往往较低，难以满足实际需要。本论文拟通过微/纳分级结构的构筑、高能活性晶面的暴露以及贵金属Ag的复合等手段尝试去解决上述问题，为光催化技术的实际应用提供有效的二氧化钛基微/纳米材料体系。本论文发展了便捷实际的二氧化钛基微/纳米材料制备技术，并结合环境治理的实际需求，围绕痕量有机和重金属污染物的有效去除等问题进行了系统的研究，同时探索材料形貌结构与性能之间的关系，为二氧化钛基光催化材料的实际应用奠定了基础。论文取得的主要研究成果如下:　　1.采用快速绿色的一步微波辅助水热法制备由锐钛矿相纳米颗粒组装而成的微/纳结构TiO2微球，微球的直径集中在0.5μm，构成微球的纳米颗粒尺寸为10nm左右，纳米颗粒之间存在大量的介孔。研究了这种微/纳结构TiO2微球的生长机理，结果表明，制备过程中反应溶液pH值的实时有效调控诱导了TiO2纳米颗粒的自组装，促使了TiO2微球的形成。此外，这种TiO2微球在六价铬和甲基橙混合污染物体系的光催化降解中表现出了增强的协同效应。　　2.通过简单的一步水热法得到由锐钛矿相高能{001}晶面暴露的纳米片组装而成的微/纳结构TiO2空心球，TiO2空心球的平均直径为1μm，纳米片的宽度大约在50 nm左右。这种微/纳结构TiO2空心球在水体中痕量重金属六价铬离子的光催化去除中，相对于单一形貌的纳米和微米尺度TiO2材料表现出了结构增强的去除特性，其微/纳分级介孔结构和高能{001}晶面共同促进了增强活性的发挥，并且这种微/纳结构TiO2空心球表现出了优异的自然沉降分离回收特性和稳定的循环利用活性。　　3.通过精确调控反应过程中Ti4+物种的缓慢释放和反应体系的pH值，在温和条件下一步水热合成了锐钛矿相高能{100}晶面暴露的TiO2纳米棒。由于高能{100}晶面的存在，这种TiO2纳米棒在水体污染物（包括有机染料甲基橙和亚甲基蓝、持久性有机污染物2，4-二氯苯氧基乙酸、以及重金属六价铬离子）的光催化去除方面表现出了增强的活性。　　4.为了克服传统Ag/TiO2复合材料制备方法的复杂性以及Ag源利用率低等问题，我们发展了快速方便的一步微波辅助溶剂热法，获得了Ag修饰的微/纳核壳结构TiO2微球，微球尺寸均匀分布在0.5μm左右，由锐钛矿相TiO2纳米小颗粒堆积而成，尺寸为10到50 nm的Ag纳米颗粒均匀分散在TiO2微球基体上。研究了这种Ag修饰微/纳核壳结构TiO2微球的生长机理，发现微波快速选择性加热和反应溶液的极性调节是这种TiO2微球生长的关键因素。此外，这种TiO2微球在环境污染物重金属六价铬离子和有机染料亚甲基蓝的光催化去除中均表现出了良好的去除效果。