题目：不同形貌和晶型TiO2纳米结构的水热合成及其光催化特性

本论文采用水热、溶剂热法制备出TiO2纳米棒组装的实心微球，空心微球，纳米片，纳米片自组装的球形花超结构，纳米锥自组装的花状结构和方块聚集体。研究了络合剂和溶剂在不同形貌TiO2纳米结构形成中的作用，提出了可能的生长机理。在此基础上，研究了所制备不同尺寸实心微球的光催化特性，探讨了纳米结构的尺寸和晶型与性能之间的关系。这些研究为TiO2纳米结构的物理化学性能研究以及在染料敏化太阳能电池、光催化等领域的应用奠定基础。
(1) Rutile-TiO2纳米棒自组装的不同直径单分散微球的可控合成、生长机理与光催化特性：本文通过TiCl3与Na2C2O4在体积比为2：1的水-乙二醇溶液中反应制备出TiO2纳米棒自组装的实心微球。通过反应温度和时间的改变，使得TiO2实心微球的尺寸在190 nm-1.2 μm的范围内变化，实现微球尺寸和晶型的可控合成。研究了Na2C2O4和乙二醇在Rutile-TiO2纳米棒的形成和组装成微球过程中的作用，提出了可能的生长机理。对产物的光催化性能进行了研究，结果表明TiO2纳米棒自组装的微球对甲基橙有很好的光催化效果，尺寸依赖的光催化特性被发现。往上述TiCl3-Na2C2O4-EG-H2O体系中分别加入AgNO3和SnCl4·5H2O后，发现随着其用量的增多，产物的尺寸逐渐减小。另外，利用异丙醇替换乙二醇，得到TiO2空心微球结构。
(2) TiO2纳米片和球形花超结构的可控制备及其光催化特性：通过钛酸丁酯与异丙醇、HF在200 ℃下溶剂热反应12 h制备出了TiO2纳米片以及纳米片自组装的球形花超结构。通过改变钛酸丁酯用量实现这两种不同形貌的可控合成。研究了异丙醇和HF在控制产物形貌中所起的作用，认为HF起着结构控制剂的作用，提出了可能的机理。考察了TiO2纳米片和球形花超结构降解有机污染物的催化性能，结果表明：TiO2纳米片的催化性能比纳米片自组装的球形花超结构好。
(3) TiO2方块聚集体和纳米锥自组装的球形花状结构的可控合成：采用钛片与草酸的水热法200 ℃反应12 h制备出直径约为1.2 μm-2.0 μm、由TiO2纳米锥组装的花状结构，研究了反应物浓度、温度对产物形貌的影响。在反应体系中添加一定量的NaF，于钛片基质上成功制备出TiO2方块聚集体，实现了不同形貌TiO2纳米结构的可控制备。