در این تحقیق، نانوذرات مزومتخلخل تیتانیوم دی اکسید به روش سل ژل سنتز شد. اثر دمای کلسیناسیون بر خواص ساختاری، فتوکاتالیستی و نوری نانوذرات مورد بررسی قرار گرفت. از تترابوتیل اورتوتیتانات (TBT) به عنوان پیش ماده تیتانیوم و از اتانول به عنوان حلال استفاده شد. از آنالیز حرارتی افتراقی -گرماسنجی (TG-DTA) برای انتخاب محدوده دمایی مناسب برای کلسیناسیون، آنالیز فازها به وسیله پراش پرتو ایکس (XRD)، آنالیز سطح ویژه (BET) برای بررسی سطح ویژه و تخلخل نانوذرات، آنالیز طیف-سنج نور مرئی-ماوراء بنفش (UV-VIS Spectrophotometer) برای بررسی خواص فتوکاتالیستی-نوری و آنالیز میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM) و میکروسکوپ الکترونی عبوری برای بررسی ویژگی های ساختاری شامل مورفولوژی و اندازه ذرات استفاده شد. نتایج نشان می دهدبا افزایش دما تا 550 درجه سانتیگراد، استحاله فازی آناتاز به روتایل صورت گرفته که حضور دو فاز بلوری موجب بهبود خاصیت فتوکاتالیستی شده است. انرژی شکاف ممنوعه نانوذرات تیتانیوم دی اکسید با افزایش دما کاهش یافته است، به طوری که از محدوده نور فرابنفش به محدوده نور مرئی انتقال یافته است. انرژی شکاف ممنوعه تیتانیا در دمای 350 درجه سانتیگراد برابر با 39/3 الکترون ولت بوده که با افزایش تا دمای 550 درجه سانتیگراد به عدد 08/3 الکترون ولت کاهش یافته است. بالاترین درصد تخریب محلول رنگی تحت تابش نور فرابنفش مربوط به نمونه با دمای کلسیناسیون 350 درجه (33/57 درصد) و تحت تابش نور مرئی با دمای کلسیناسیون 550 درجه (56/55 درصد) بوده است. نتایج حاصل از آنالیز سطح ویژه ذرات حاکی از ساختار مزومتخلخل با حلقه هیسترزیس نوع H4 و H2 می باشد و میانگین قطر حفرات برای نمونه های 350 و 550 درجه سانتیگراد به ترتیب برابر 2/1 نانومتر و 99/7 نانومتر می باشد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی نشان دهنده اندازه ذرات نمونه سنتز شده در دمای 350 درجه سانتیگراد بین 25 -30 نانومتر و برای نمونه 550 درجه سانتیگراد بین 30-45 نانومتر می باشد.
