高镍材料具有较好的电化学性能，但其存在着表面稳定性较差的问题，通过钛酸四丁酯在NCM811材料表面水解生成TiO₂，改善了高镍材料的表面稳定性。利用SEM和TEM对改性后的材料进行表面分析，结果表明，实验成功将TiO₂层均匀地包覆在高镍NCM811表面，并且发现，在表面包覆过程中，还发生了体相掺杂。利用表面包覆和体相掺杂的共同作用，在1C放电的条件下，循环200圈后，材料的容量保持率从81.40%提升至92.39%，改善了材料的电化学性能。

光催化以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势, 而备受科研人员的关注。如何拓展光谱吸收范围及阻止光生“电子-空穴”复合, 是目前光催化研究领域的热点。本工作通过阳极氧化制备出非晶TiO₂纳米管(TiO₂NTs), 利用机械液压法将熔融铟锡合金压入非晶TiO₂中, 得到In_9.45Sn₁/TiO₂NTs, 再经高温煅烧后得到ITO/TiO₂NTs复合材料。实验对比了TiO₂NTs、In_9.45Sn₁/TiO₂NTs与ITO/TiO₂NTs对去除水溶液中亚甲基蓝的光催化性能, 在180 min光照下, ITO/TiO₂NTs的降解效果最佳, 降解效率达96.14%。利用紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了TiO₂NTs、In_9.45Sn₁/TiO₂NTs和ITO/TiO₂NTs的光吸附性能, ITO/TiO₂NTs的吸光度最强。结合瞬态光电流响应、光电流密度电势、电化学阻抗谱和Mott-Schottky测试结果可知, ITO/TiO₂NTs比TiO₂NTs具有更高的电荷转移能力和供体密度, 抑制了空穴和电子的复合, 从而增强光电化学性能。经过五次循环后, ITO/TiO₂NTs的降解效率保持在90.28%。自由基捕获实验结果表明, •O₂^-和•OH是光催化降解的主要活性物质。

基于原子层沉积技术提出了一种TiO₂∶Al₂O₃纳米复合薄膜作为微通道板导电层材料。根据微通道板的规格参数以及体电阻要求，推导出微通道板导电层薄膜的方块电阻范围为1.73×10¹³~5.20×10¹³ Ω/□；研究了TiO₂循环百分比与TiO₂∶Al₂O₃纳米复合薄膜方块电阻之间的关系，发现当TiO₂循环百分比在30.27%~37.06%时复合薄膜电阻率满足微通道板导电层要求；设计制备了20 nm的Al₂O₃过渡层以及100 nm的TiO₂∶Al₂O₃纳米复合薄膜，测量厚度约为122 nm，且薄膜表面平整光滑，实现了微通道板微孔内壁TiO₂∶Al₂O₃纳米复合薄膜导电层的制备。在1 000 V测试电压下，其体电阻为212.81 MΩ，增益为18 357，表明TiO₂∶Al₂O₃纳米复合薄膜作为微通道板导电层具有可行性。

以二氧化钛（TiO₂）为基材，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（DMAEMA）为单体，采用共辐射接枝法成功合成了聚甲基丙烯酸N，N-二甲氨基乙酯-TiO₂ （TiO₂-g-PDMAEMA）吸附-光催化剂。同时探究了单体浓度和吸收剂量对重金属离子吸附作用的影响。利用扫描电镜、X射线衍射仪、傅里叶红外光谱分析仪、热重分析仪、X射线光电子能谱、接触角等表征手段，证实了电子束共辐射接枝法成功将DMAEMA单体接枝到TiO₂表面。在吸收剂量为60 kGy、单体浓度为20%时，TiO₂-g-PDMAEMA对10 mg/L Cr(VI)具有较佳的吸附能力，吸附容量可达10.75 mg/g。在可见光诱导下，吸收剂量为60 kGy、单体浓度为10%时，制备的TiO₂-g-PDMAEMA具有最佳的吸附-光催化还原能力，对10 mg/L Cr(VI)的去除率达85.56%。该新型光催化剂上的吸附-光催化协同效应可以满足去除水中Cr(VI)污染的要求。