TiO2晶体是一种典型的存在氧空位的n型半导体，可研究性很高。资料显示天然的TiO2晶体有三种同素异形态：锐钛矿型(Anatase) 、金红石(Rutile)和板钛矿型(Brookite）。尽管为同素态，但它们各自的性质不同。板钛矿型TiO2热稳定性较差且几乎不具有光催化活性，所以在光催化性方面的性能探究会集中在锐钛矿型和金红石TiO2。锐钛矿和金红石矿型TiO2的基本结构单元都是TiO6八面体，但它们TiO6八面体的连接方式不同。全部在于金红石结构的TiO6八面体共顶点，而锐钛矿结构的TiO6八面体不共点。从晶胞结构看，金红石型中的TiO6八面体分布均匀呈斜方晶型的分布；而锐钛矿型晶体中的八面体分布不规则，弯曲程度大，所以锐钛矿型晶体结构的对称性比前者低。从光催化活性看，锐钛矿晶体中的Ti—Ti键距离比金红石TiO2长，而Ti-O键距离短，所以两种TiO2晶型的电子能带结构、质量密度不同，光催化活性也不同。然后，以上的所有研究是基于天然TiO2晶体上，所以也有其他科研人员致力于研究一些其他晶体结构的TiO2，希望能有不同的发现。

TiO2是一种化学性质稳定，制备方式简单的半导体材料，所以纳米TiO2的化学性质也很稳定，获得的途径也很多。纳米TiO2材料的使用前景很广阔，在很多领域都要用到它，比如在污水处理、空气净化、金属防腐蚀、玻璃自清洁、太阳能转换等方面 。

1。2纳米TiO2涂层及其制备方法

  TiO2是一种良好的光催化半导体材料，制备纳米TiO2材料物理方法主要有溅射法，制备纳米TiO2材料的化学方法主要有液相沉积法、溶胶凝胶法、直接涂覆法、喷雾热分解法。

1。2。1溶胶凝胶法

溶胶凝胶法是利用钛的无机盐，在有机溶剂、水和抑制剂等的作用下水解生成溶胶溶液，热处理得到纳米TiO2涂层。优点：制备简单成本低，纳米TiO2涂层分布均匀，纯度高。溶胶凝胶法制出的TiO2涂层更容易在形状复杂、耐温的基体表面(如陶瓷、玻璃、金属等)上渗透成膜。用溶胶凝胶法制备纳米TiO2涂层需要在400℃-600℃的环境下，但高温会损坏金属基体本身的性能，如果大面积制膜可能会出现膜厚度不均匀、透明性差、容易龟裂等问题。所以溶胶凝胶法不适应用来大面积制膜，但也有科研人员致力于研究用这方法来大规模制膜，因为它的制备成本低，对设备要求也简单，适合推广到市场。

1。2。2液相沉积法

液相沉积法基本制备原理是：将纳米TiO2晶体从过饱和溶液中析出。通过配置过饱和的金属氟化物水溶液，在这种溶液中，金属氟化络离子与氟离子消耗剂之间的配位体会发生置换，使水解平衡移动方向发生改变，出现金属氧化物沉积。若想制备不同厚度的涂层，可以从时间、温度、反应液中各物质的浓度这这三方面下手。若要用液相沉积法大面积制膜，需要用特殊的材料并且在低温的环境中。用液相沉积法制备的涂层质量很高，而且可以特制指定厚度的涂层，在一些对涂层要求很高的场景中可以用到。

1。2。3喷雾热分解法

喷雾热分解法制备TiO2涂层：将机钛化合物超声雾化后以恒定的速率喷涂到加热的基体上，静置至常温。喷雾热分解法的优点是：设备和制备条件简单，沉积速率高，涂层组分与理论要求契合，涂层微粒分布均匀。缺点是：制备原料价格高昂。Fujishima等[2]用该方法在不锈钢上制备了厚度约为1。2μm的TiO2涂层，发现涂层的抗腐蚀性增加。

1。2。4直接涂覆法

直接涂覆法制备TiO2涂层：在TiO2水溶液中加入硅溶胶，混合均匀后直接涂敷于基材上，静置风干。直接涂覆法制备TiO2涂层的优点：操作简单；缺点：纳米TiO2涂层的结合力差， 光电化学效果达不到理论预期。针对直接涂覆法的缺点，各个国家的科研人员正在通过各种实验来改善这些问题。韩国科学家在这方面贡献突出。来自韩国的Park[3]等人将TiO2晶相配成质量分数为5%的悬浮液，直接涂敷于ITO玻璃上，静置风干，然后450℃恒温煅烧一段时间后放置恢复至室温，就得到涂层厚度约为10μm的具有光化学性特性的材料。用这种方法制备的材料的可以大面积的向市场推广，而且成本低，但材料又好用，性价比很高。