以层状结构的钛酸盐HTO（H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄?nH₂O）为原料，采用水热的方法合成了金红石型介观TiO₂晶体。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）等测试手段，研究了反应温度对利用拓扑结构转变方式合成的金红石型介观TiO₂晶体材料的影响。结果表明，金红石型TiO₂晶体材料可以在反应体系pH为0.5的条件下得到，当反应温度升高到120 ℃时，形成了金红石型介观TiO₂晶体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行了降解实验。结果表明，120 ℃时金红石型介观TiO₂晶体材料的光催化活性明显高于其他样品，主要是由于介观晶体具有较为特殊的电子传导特性，有助于电子与空穴的分离。染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验结果表明，120 ℃时所形成的介观晶体结构有助于光生载流子的快速迁移，从而获得较高的电池特性。

采用H_4x/3Ti_2-x/3□ _x/3O₄·nH₂O（HTO）为前驱体原料，通过水浴浸渍的方式在HTO的表面负载纳米级氧化钛颗粒（ST01），采用焙烧的方法拓扑合成TiO₂同质结构复合材料。利用X射线衍射（XRD）、拉曼光谱（Raman）等测试手段，详细研究了焙烧温度对TiO₂相变过程的影响。结果表明，HTO随着温度的升高逐渐由单斜结构的TiO₂（B）转变成锐钛矿结构，再转变至金红石结构，且形成多种不同结构、组成的TiO₂同质复合体材料。以罗丹明B（RhB）为污染物模型进行降解实验，600 ℃时样品的光催化活性明显高于其他样品，主要是由于此时样品的电子与空穴分离效率较高，说明同质复合体TiO₂结构和组成影响了其光催化活性。此外，染料敏化太阳能电池（DSSCs）实验表明，600 ℃时样品的光电性能较高，其原因是二维片状形貌有助于光生载流子的快速迁移。