TiO2在自然界中存在三种晶体结构：金红石型、锐钛矿型和板钛矿型，其中金
红石型和锐钛矿型TiO2具有较高的催化活性，尤以锐钛矿型光催化活性[4]最佳。锐
钛矿型和金红石型的晶型结构均由相互连接的TiO2八面体组成，两者的差别在于八
面体的畸变程度和八面体间相互连接的方式不同。两种晶型结构如图1-1所示[5]

图1-1 TiO2 的晶体结构
a --金红石型；b --锐钛矿型
八面体间相互连接方式包括共边和共顶点两种情况，如图1-2所示：

图1-2 TiO2 结构单元的连接方式
a--共边方式；b--共顶点方式
锐钛矿型TiO2为四方晶系，其中每个八面体与周围8个八面体相连接（4个共边，4
个共顶角），4个TiO2分子组成一个晶胞。金红石型TiO2也为四方晶系，晶格中心
为Ti原子，八面体棱角上为6个氧原子，每个八面体与周围10个八面体相联（其中
有两个共边，八个共顶角），两个TiO2分子组成一个晶胞，其八面体畸变程度较锐
钛矿要小，对称性不如锐钛矿相，其Ti–Ti键长较锐钛矿小，而Ti-O键长较锐钛矿
型大。板钛矿型TiO2为斜方晶系，6个TiO2分子组成一个晶胞。
三种晶相以金红石相最稳定，而锐钛矿和板钛矿在加热处理过程中会发生不可
逆的放热反应，最终都将转变为金红石相。