本文针对TiO₂光催化剂对太阳光利用率较低、光生电子和空穴复合率偏高等问题，采用阳极氧化法，以TiO₂纳米管阵列为研究对象，利用FE-SEM、XPS、XRD、DRS等现代测试技术，系统地研究了硼与钴掺杂对纳米管阵列光催化性能的影响。通过调整电解液中氟硼酸钠的浓度，采用阳极氧化法在制备TiO₂纳米管阵列的同时对其进行硼元素掺杂，场发射扫描电镜（FE-SEM）结果表明：纳米管的厚度约为15nm，管长约为950nm，在电解液中加入氟硼酸钠对TiO₂纳米管阵列的形貌影响不大。X射线光电子能谱（XPS）分析表明：B原子掺杂进入TiO₂晶格中，以Ti-B-O键存在。X射线衍射（XRD）以及紫外可见漫反射（DRS）分析结果表明：硼掺杂的TiO₂主要以锐钛矿相存在；掺杂后TiO₂纳米管的吸收光谱拓宽至可见光区，同时提高了在紫外光区的吸收；硼掺杂量为0.52at.%时TiO₂纳米管阵列对可见和紫外光吸收最大，在相同实验条件下，光电流密度以及对甲基橙溶液的处理率均高于其他掺杂量。采用离子交换法在硼掺杂TiO₂纳米管阵列上制备硼-钴共掺杂TiO₂纳米管阵列。结果表明：当加入醋酸钴浓度为0.02mol/L时制备的硼-钴共掺杂TiO₂纳米管阵列具有最佳的光吸收性能和光电催化活性，FE-SEM结果表明：钴元素的掺杂对TiO₂纳米管阵列的形貌影响不大，XPS、XRD和DRS分析结果表明：钴元素在硼掺杂TiO₂纳米管阵列上主要以CoO的形式存在，钴元素的掺入使硼掺杂TiO₂纳米管阵列的光电稳定性和光响应性能均有所提高；和未掺杂TiO₂纳米管阵列相比，紫外光下对甲基橙的去除率提高了52.3%，可见光下提高了28.1%；与硼掺杂TiO₂纳米管阵列相比，紫外光下提高了14.1%，可见光下提高了16.6%。本文主要对TiO₂纳米管阵列协同γ辐射处理废水的可行性进行了初步的探讨。实验结果表明：TiO₂纳米管阵列的存在明显提高了废水的降解率。当pH值为3、硫酸钠浓度为0.4mol/L时，TiO₂纳米管阵列和γ辐射协同处理甲基橙染料废水的处理率最高，吸收剂量为3KGy时，降解率为86.1%，和单独进行γ辐射相比，降解率提高了7.9%。