1. Super hidrofilna površina
Studije vjeruju da je u svjetlosnim uvjetima superhidrofilnost površine TiO2 rezultat promjene njene površinske strukture. Pod zračenjem ultraljubičastim svjetlom, elektroni valentnog pojasa TiO2 pobuđuju se u provodni pojas, elektroni i rupe migriraju na površinu TiO2, stvarajući parove elektronskih rupa na površini, elektroni reagiraju sa Ti, a rupe reaguju sa površinskim mostom jona kiseonika da nastanu Pozitivni trovalentni joni titana i slobodna mjesta kisika. Trenutno se hidroliza u zraku adsorbuje u praznim prostorima kiseonika i postaje kemijski adsorbirana voda (površinske hidroksilne skupine). Kemijski adsorbirana voda može dalje adsorbirati vlagu u zraku formirajući fizički adsorpcijski sloj.
2. Površinski hidroksil
U usporedbi s metalnim oksidima drugih polumetalnih materijala, Ti-O veza u TiO2 je polarnija, a voda adsorbirana na površini disocira zbog polarizacije i lako nastaju hidroksilne skupine. Površinski hidroksil može poboljšati performanse TiO2 kao adsorbenta i različitih monomera i pružiti pogodnost za površinsku modifikaciju.
3. Kiselost i alkalnost površine
TiO2 se često dodaje sa Al, Si, Zn i drugim oksidima tokom modifikacije. Al ili Si oksidi nemaju očiglednu kiselost ili bazičnost kad postoje sami, ali kada se kombiniraju s TiO2, pokazuju jaku kiselost i bazičnost i mogu se pripremiti čvrste superkiseline.
4. Električna svojstva površine
Čestice TiO2 u tečnom (posebno polarnom) mediju apsorbirat će suprotne naboje zbog naboja na površini da bi stvorile difuzni električni dvostruki sloj, što povećava efektivni promjer čestica. Kad su čestice blizu jedna drugoj, svaka ima isti naboj. Odbijanje pogoduje stabilnosti disperzijskog sistema. Na primjer, površina TiO2 presvučena Al2O3 ima pozitivan naboj, dok TiO2 tretiran SiO2 ima negativan naboj.
