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TiO2作为最有前途的光敏催化剂，在环境净化、能量转化等方面有着广泛的应用背景，但是，TiO2带隙(3.2ev)宽，同时纳米二氧化钛易团聚，导致大的比表面积难以发挥，极大地限制了其在众多方面的应用，因此提高比表面积和缩小禁带宽度是提高其光催化效率的有效途径。目前，染料敏化太阳能电池光阳极研究的主流是TiO2纳米晶薄膜，但该薄膜内部结构排列无序，纳米粒子间连接程度差等影响了电池的光电转化效率。为此，本课题采用水热法制备了海胆状TiO2光催化剂，借助XRD、SEM、XPS和UV-vis等对光催化剂的组成和结构进行了表征，通过降解甲基橙实验评价其光催化性能；研究了TiO2纳米浆料在冷冻干燥成型中的成型规律以及成型体的微观结构特征。 首先，采用水热法制备出了高比表面积的三维海胆状TiO2，研究了水热时间、水热温度、过氧化氢添加量和原始粒径对TiO2形貌的影响规律。结果表明，水热2h后海胆状TiO2开始形成，其结构是由数十个的放射状分布的薄花瓣自组装而成的三维纳米结构，使得氧化钛拥有了更大的表面积；当反应温度为150℃，水热时间2h，H2O2的添加量为6ml时，海胆状形貌最佳；同时发现，在相同的水热条件下，原料的粒径改变对最终形貌几乎没有影响。 其次，采用冷冻干燥法在-30℃下冷冻干燥30h，以平均粒径为21nm的P25粉为原料成功制备出固相含量高达35vol％的TiO2成型体，在此基础上，探讨了其形成机理和影响因素。结果发现，以粒径为21nm的TiO2得到的鱼骨状形貌比粒度为100nm的TiO2更为精细；相同粒度时，随着固相含量的增大，鱼骨状形貌排列更紧促；用玻璃替换铜片为冷冻模具基底后，浆料内部温度梯度发生改变，造成成型体内部形貌杂乱无序，且外侧面未出现层状结构；降低冷冻温度时，样品的层片厚度明显变小，层状结构更加精细。在水基浆料中添加甘油，其层片上形貌发生了明显变化，其层片间距变小且层间发生粘连。 最后，通过氢化处理海胆状TiO2和冷冻干燥成型体，氢化后的氧化钛由于氧空位的存在其光催性能明显提高。