Nanopartículas de dióxido de titânio são amplamente utilizadas em fotocatálise. a fração relativa do polimorfo de dióxido de titânio (anatase, rutilo, ou brookite) afeta significativamente o desempenho final. tamanhos nanométricos beneficiam a fase anatase devido à menor energia de superfície. elementos dopantes, tais como o nióbio, podem mudar esse comportamento, devido a alterações na superfície quanto no volume. contudo, o efeito do nióbio na estabilidade relativa das fases anatase e rutilo não ainda não é bem entendido do ponto de vista termodinâmico. na primeira parte desse trabalho, foi construído um novo diagrama de fases preditivo para tio2 dopado com nb2o5, que mostra a estabilidade do polimorfo da titania em função da composição e tamanho de grão. na sequência, nanopartículas de tio2 dopadas com 0 a 5 mol% de nb2o5 foram sintetizadas por coprecipitação. nb2o5 postergou a transformação de anatase para rutilo em aproximadamente 200 °c. depois da calcinação a 700 °c, a fase rutilo não foi detectada em tio2 dopado com 5 mol% nb2o5, enquanto tio2 não dopado ainda apresentou 90 % da fase. uma diminuição no tamanho do cristalito e um aumento na área superficial foram observados com o aumento da concentração do dopante nb2o5. a atividade fotocatalítica de anatase foi medida pela taxa de decomposição do azul de metileno sob iluminação ultravioleta e da luz do dia e comparado com um catalisador comercial padrão (p25). os resultados mostraram um aumento na catálise sob luz uv e visível para tio2 dopado com nb2o5 em comparação ao tio2 puro. além disso, tio2 dopado com 5 mol% nb2o5 apresentou atividade fotocatalítica maior que o padrão p25 sob luz visível. o desempenho aumentado foi atribuído à mudança da química de superfície associada com uma breve mudança na energia da banda proibida. na parte final dessa tese, tio2 dopado com 5 mol% de nb2o5 foi aplicado sobre revestimentos cerâmicos esmaltados por spray de modo a formar um filme micrométrico. o caráter super-hidrofílico foi avaliado pela medida do ângulo de contato da água sob irradiação uv. a degradação do azul de metileno foi realizada de acordo com a iso 10.678 e jis r 1703-2. os resultados mostraram um melhor desempenho das amostras dopadas em todas temperaturas testadas (600-900 °c). em 800 °c, as amostras dopadas alcançaram ângulo de contato de água próximo de zero em apenas 15 min sob irradiação uv. as imagens de mev mostraram que o dopante nb2o5 drasticamente diminui o tamanho do grão das nanopartículas de tio2.