以水热法制备了由纳米棒组成的二氧化钛阵列。通过控制反应时间, 对组成阵列的二氧化钛纳米棒的尺寸进行调节。利用扫描电镜和X射线衍射光谱分析了样品的形貌和晶体结构, 发现将反应时间由4 h延长至8 h, 二氧化钛纳米棒的直径由100 nm增大到200 nm。利用紫外-可见吸收光谱测量了样品的光吸收特性, 发现了尺寸效应引起的吸收边和带隙变化,反应时间由4 h延长至8 h, 样品带隙由3.09 eV变化至2.97 eV。利用荧光光谱研究样品的光致发光性能, 发现了样品的近带边发光(382 nm左右)、自陷激子发光(420 nm左右)、束缚激子发光(456 nm左右)和缺陷能级发光(492 nm左右)。

基于氧化物半导体的光催化特性, 能够降解有机物分子, 使表面增强拉曼散射基底得以重复使用。 提出了银纳米颗粒有效修饰覆盖有石墨烯的二氧化钛纳米棒阵列(TiO2/石墨烯/Ag)复合结构作为表面增强拉曼散射基底, 并对其进行了实验研究。 利用水热法制备了二氧化钛纳米棒阵列; 采用湿法转移石墨烯和光照还原方法制备了TiO2/石墨烯/Ag复合结构。 用罗丹明6G(R6G)分子作为探测分子, 结果表明: 随着紫外光照沉积时间增加, 探针分子的拉曼信号先增强后减弱; 计算得到最大增强因子值约为2.6×106。 此外, 还对TiO2/石墨烯/Ag复合结构的紫外自清洁特性进行了初步实验, 结果表明, 紫外光照射20 min后, 其拉曼强度下降到42.3%, 具有一定的紫外清洁效果。

以石墨烯和钛酸丁酯为前驱体，在200 ℃下水热合成二氧化钛/石墨烯纳米复合颗粒，通过丝网印刷分别将其制备在掺氟SnO2透明导电玻璃(FTO)及氧化钛阵列上，应用扫描电子显微镜(SEM)和电池光电性能测试等方法来表征和测试。结果表明：在氧化钛阵列上复合二氧化钛/石墨烯纳米颗粒，以“颗粒+阵列”双层结构制备染料敏化太阳能电池光阳极，这种复合结构可提高电极对染料的吸附性并增强对紫外可见光的吸收。用这种复合结构做光阳极的电池比单纯的二氧化钛/石墨烯薄膜电池光电转化效率提高了35%，达到3.53%。