در این پژوهش، نانو ساختارهای تیتانیم دی اکسید با روش سولو(هیدرو)ترمال تهیه شدند و اثر انواع پارامترهای موثر در این روش مانند: تغییر غلظت واکنشگرها، نوع پیش ماده، اثر حلال، دمای واکنش و افزودن سورفکتانت بر روی اندازه و مورفولوژی نانو ساختارها بررسی شد. در نهایت از این نانو ساختارها برای تهیه ی نانو کامپوزیت بر پایه ی گرافن استفاده شد. برای شناسایی محصولات از روش های پراش اشعه ی ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، طیف مادون قرمز (ir) و طیف فرابنفش-مرئی (uv-vis)استفاده شد. با استفاده از نتایج این بررسی ها مشخص شد که تغییر پیش ماده در سنتز نانو ساختارهای تیتانیم دی اکسید در به دست آوردن ذرات ریزتر موثر است. همچنین تغییر حلال، دمای واکنش و غلظت واکنشگرها برای تهیه ی محصولی با اندازه ی نانومتری بسیار تأثیر گذار است. در مورد اثر سورفکتانت ها مشاهده شد که بسته به نوع سورفکتانت و غلظت آن نتایج متفاوتی به دست می آید. در نهایت با تشکیل نانو کامپوزیت تیتانیم دی اکسید بر پایه-ی گرافن در مقایسه با نانو ساختارهای تیتانیم دی اکسید خالص، ساختارهایی کوچکتر، منظم تر و یکنواخت تر به دست آمد. نتایج نشان دهنده ی سنتز نانو ساختارهایی با اندازه ی کوچک و اشکال متنوع بود که قابلیت بالقوه برای کاربردهای متفاوت را دارا هستند.