TiO₂具有独特的光电转换特性,而且其转变效率与其尺寸形态密切相关。纳米尺度的TiO₂粒子、线或管在紫外光或可见光照射下可以分解有害物质,净化环境,在环保方面具有巨大的应用潜力。本文采用阳极氧化法,通过改变工艺条件,制备了不同形貌TiO₂纳米管。对不同形貌的TiO₂纳米管形貌及其光催化性能进行了研究,探讨了TiO₂纳米管形貌及其光催化性能的关系。首先,采用阳极氧化法制备了TiO₂纳米管,分别考查了电解液种类、阳极氧化电压、阳极氧化时间对材料表面形貌的影响。分析了以NH4F的乙二醇溶液为电解液和NH4Cl为电解液时纳米管的生长机理,在以NH4F的乙二醇溶液为电解液,阳极氧化30mmin时,TiO₂纳米管的管径和管长随着阳极氧化电压的增加而增加。在以NH4F的乙二醇溶液为电解液,阳极氧化电压为100V时,观察了时间对TiO₂纳米管表面形貌的影响,在一定时间范围内纳米管管长和管径随时间增加而增加,但当阳极氧化反应进行到45min时,纳米管表层出现纳米草,阻碍了纳米管的生长,随着时间增加,纳米管最终停止生长。其次,利用阳极氧化电压和时间的变化,制备了竹节状TiO₂纳米管,分析了竹节状TiO₂纳米管的生长机理,在NH4F的乙二醇溶液中进行阳极氧化,120V氧化2min,再转换电压为20V氧化15min,发现高电压下主要进行管的生长,在低电压下主要进行竹节部分的生长,两者交替进行形成竹节状纳米管。最后,利用光催化分解甲醛实验探究了不同形貌的TiO₂纳米管对其光催化性能的影响。在纳米管表层未出现纳米草时,随着阳极氧化时间增加,纳米管的管长和管径增加,纳米管比表面积增大,光催化转化率增高,在出现纳米草后,由于实际反应面积减小,光催化效率会降低。在阳极氧化电压为100V,阳极氧化时间为30min时光催化转化率达到了89%。竹节状TiO₂纳米管与单节点TiO₂纳米管相比,在相同长度下具有更大的比表面积,其光催化效果更好,并且其表面随着氧化时间增加不会出现纳米草,因此具有更好的光催化效果。