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目前，纳米颗粒的表面设计、组装是一个十分重要的研究方向。本论文选择了常用的SiO2-TiO2体系，对两种氧化物材料的表面复合、组装进行了一些探索性的研究。主要创新性的结果如下：
(1)制备了不同微观形态和涂层厚度的SiO2/TiO2复合颗粒，系统研究了涂层厚度、微观结构与复合颗粒性能的相互关系。采用以硅酸四乙酯为原料的醇盐水解法在TiO2核心颗粒上进行了不同微观形态和厚度的SiO2表面涂层。结果表明：当SiO2/TiO2复合颗粒中SiO2负载量为9.33％(ω)时，在TiO2表面形成一层连续且均匀的厚度为1.5nm涂层；当SiO2/TiO2复合颗粒中SiO2负载量为25.19％(ω)时，涂层厚度为4.0nm。SiO2表面涂层是疏松、多孔的微观结构。
随着SiO2/TiO2复合颗粒中的SiO2负载量增大，复合颗粒的紫外吸收能力会先增大后减小。当SiO2/TiO2复合颗粒中SiO2负载量增加到9.33％(ω)时，复合颗粒的紫外吸收能力最强，远大于纯TiO2颗粒的紫外吸收能力。随着SiO2/TiO2复合颗粒中的SiO2负载量增大，复合颗粒的光催化性能会迅速降低，但是当其增大到一定程度，复合颗粒的光催化性能降低缓慢。即使当SiO2负载量高达25.19％(ω)时，SiO2/TiO2复合颗粒仍具有一定的光催化活性。
(2)研发成功了一种借助微区反应制备表面涂层复合颗粒的新型方法：将无机金属盐溶液以特殊设计的喷头注入核心颗粒与碱性沉淀剂(如NaHCO3)的混合溶液中，在反应体系中引入了一个pH值的突变微区，使沉淀涂层反应在微区中快速进行。实验结果表明：沉淀涂层反应是在反应器的微区中进行的，此方法具有室温操作、过程简单、成本低廉的优点。
采用这种微区反应方法制备了Al(OH)3/SiO2表面涂层颗粒。保持SiO2核心颗粒的总表面积与沉淀生成速率之间的平衡是Al(OH)3涂层得以在SiO2核心颗粒上形成的必要条件。在反应体系中无游离的Al(OH)3出现的情况下，Al(OH)3均匀涂层的最大厚度为33nm。
(3)分别采用重力沉降法和垂直沉积法自组装制备了SiO2胶体晶体。研究了自组装过程中各实验条件对胶体晶体微观结构和光学性能的影响。本文首次提出了干燥温度是影响重力沉降法自组装过程的关键因素之一。在最佳的干燥温度323K下得到的胶体晶体透射光谱吸收峰的最大衰减比为109.8，远大于文献报道中采用自然干燥得到的结果。垂直沉积法制备SiO2胶体晶体的速度较快。在一定范围内，胶体晶体厚度随悬浮液中SiO2颗粒浓度的增加而增大。SiO2胶体晶体中颗粒呈面心立方规则排列。
(4)采用垂直沉降法自组装制备SiO2胶体晶体作为模板，制备了TiO2有序大孔材料。研究了钛酸四丁酯填充溶液浓度和填充次数对TiO2有序材料微观结构的影响。实验表明：三次溶液填充后制备的TiO2大孔材料中大孔呈规则排列。大孔材料中，TiO2主要以锐钛矿的晶型存在，TiO2孔壁由平均粒径约为30nm的纳米颗粒组成，大孔直径较SiO2颗粒直径(270nm)有一定程度的收缩，约为220nm。
(5)采用改进的液相沉积法：钛源和氟源分别引入反应溶液，对溶液中的Ti：F比例进行有目的的调节，制备TiO2纳米颗粒薄膜。优化的实验条件为：TiCl4浓度为0.03mol/L；氢氟酸与TiCl4的浓度比为2：1～4：1；沉积温度为333K；pH值的范围2.2～2.5。实验表明：与钛原子配位的氟原子数目是影响TiO2薄膜微观形态的关键因素之一。TiO2颗粒薄膜成膜速度较快，当沉积时间为2.0h时，TiO2颗粒薄膜的厚度为200nm。采用此方法制备的TiO2薄膜为锐钛矿晶型。