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TiO2纳米管作为一种新型的纳米材料,由于其较大的比表面积、热稳定性、无毒性、光催化性能以及成本低等优点,近年来受到广泛关注。但是,TiO2纳米管只能吸收太阳光中紫外光区的能量,太阳能利用率低,极大限制了其在光催化领域的应用。因此,对TiO2纳米管的制备及改性进行系统深入的研究具有重要的意义。本文采用阳极氧化法,通过改变实验参数以及基底宏观形貌制备不同形貌的TiO2纳米管,并研究形貌结构对其光电催化性能的影响;采用新型乙醇炭化法制备C纳米颗粒,然后对纳米管进行沉积改性;采用光还原法制备Au纳米颗粒,然后采用贵金属沉积来改性TiO2纳米管;利用XRD、SEM、EDS、UV-Vis等方法表征纳米管的物相、形貌、元素组成及光吸收强度,并通过测试光电流、光催化降解罗丹明B效率来表征光电催化性能。论文取得的具体结果如下:在阳极氧化电压、温度不变的条件下,纳米管的长度与氧化时间成正比;不同电压下的TiO2纳米管生长速率与电压符合指数函数,关系方程为y=0.4719e0.0424x,拟合系数R2=0.9987;纳米管的孔径随着电压增大而增大;40V时制备的纳米管光电流最高且催化降解罗丹明B的能力最强,降解程度达到88.28%;管长越长,光电流越大,光催化降解能力也随之增强,当超过15.75μm后光电催化性能随之下降。采用新型乙醇炭化法制备C纳米颗粒,通过浸泡法均匀沉积到TiO2纳米管表面以及管径内,管依然保持高度有序排列;改性后吸收光谱发生明显的红移,使吸收峰边界延伸到可见光区域,增加了对太阳光的利用率;禁带宽度为2.8 e V,相比锐钛矿TiO2的禁带宽度3.2 e V减小了0.4 e V;C纳米颗粒直径在5 nm左右,C原子含量为6.68%时效果最佳,光电流是未改性前的4倍。采用光还原法制备了粒径为30-40 nm的Au纳米颗粒,沉积后可以均匀分布在TiO2纳米管的表面以及管径内;UV漫反射吸收光谱发生红移,吸收峰边界延伸到410 nm;禁带宽度为2.83 e V,相比纯的锐钛矿TiO2禁带宽度减小了0.37e V;3次循环沉积的效果最佳,Au原子含量比为0.70%,光电流是未改性前的1.5倍,光催化降解罗丹明B效率提高16%。采用Ti网为基底,通过阳极氧化得到整齐排列、高度有序的纳米管阵列;随着晶化温度的升高,TiO2晶型由锐钛矿型逐渐转变为混合型,最后变为金红石型;温度升高会导致纳米管的坍塌,750℃时已完全破坏纳米管表面形貌;550℃晶化处理的纳米管具有优异的光电催化性能;当重叠三个网状基底纳米管时,光催化降解程度比片状基底纳米管高12.7%。