采用水热法合成的钛酸盐纳米管及其衍生TiO2纳米管，以其形貌完整、管径小、管壁薄、比表面积大和孔隙率高等优点成为了近几年人们研究的热点。随着对钛酸盐和TiO2纳米管结构特征及形成机理认识的深入，其广阔的应用前景也逐渐显现出来。 本文分别以锐钛矿型TiO2和P25 TiO2纳米粉体为前驱体，水热合成了具有特定晶型和结构的钛酸盐纳米管及其衍生TiO2纳米管，并利用X射线粉末衍射和透射电子显微镜对产物进行结构表征。论文旨在利用这类纳米管的特殊结构特点，对其进行各种有机和无机功能修饰，并重点研究这类管状复合物的结构、形貌、稳定性能以及光电化学性质。主要内容如下： 利用钛酸盐纳米管(TNTs)具有大长径比的介孔中空孔道的结构特点，借助自发的毛细管作用，构筑了包合线形卟啉低聚物的TNTs复合物。采用透射电子显微镜、固体紫外．可见漫反射光谱、荧光光谱和傅立叶变换红外光谱表征了TNTs对卟啉低聚物的包合作用。实验结果发现，TNTs对包裹在其孔道内的卟啉低聚物具有保护作用，与单独的卟啉低聚物相比，包合在TNTs孔道内的卟啉低聚物具有更好的热稳定性。 随后，利用钛酸盐纳米管晶相易于转变以及管壁具有阳离子可交换性的结构特点，对上述钛酸盐纳米管进行了适当地煅烧处理，得到了主晶相为锐钛矿型TiO2的纳米管(TiNTs)。通过超声离子交换的方式在该TiNTs的内外表面原位生长了尺寸约为8nm的CdS纳米粒子后，再共混吸附一定量磺化酞菁铜分子(CuTsPc)，从而制备了CdS纳米粒子和CuTsPc分子共敏化的TiNTs复合物(TiNTs/CdS—CuTsPc)。对产物进行光电化学性能研究，结果表明CdS纳米粒子和CuTsPc分子对TiNTs的共敏可以大大提高TiNTs电极的短路电流(Jsc)和光电转换效率(IPCE)。主要原因在于TiNTs/CdS—CuTsPc复合物对太阳光的充分利用以及复合体系内光生载流子的有效分离。 此外，以P25TiO2纳米颗粒为前驱体水热合成了钛酸盐纳米管(TNTs)，继而加入氢氧化四丁基铵(TBAOH)将其化学处理成均相的胶体溶液。利用碱性条件下TNTs层板带负电荷的结构特点，制备了光学透明的TNTs与四甲基吡啶基卟啉钴交替自组装的多层复合薄膜((TNTs/CoTMPyP)n)。 光谱结果显示，(TNTs/CoTMPyP)n复合膜中TNTs和CoTMPyP特征吸收峰的吸光度值均随着TNTs/CoTMPyP组装单元数的增加而连续增长。通过对复合膜光电化学性能的研究，发现作为连接层的CoTMPyP分子对膜电极(FTO/(TNTs/CoTMPyP)n)光电转换效率的提高起到了关键的作用，且该电极的光电流密度同组装单元数之间呈现出良好的线性关系。此外，研究了紫外光辐射以及热处理的温度和气氛等条件对膜电极性能的影响。