Ti O₂纳米管具有排列整齐、结构可控、化学性能稳定、无毒、比表面积大等优点,在太阳能电池、生物传感器、太阳能产氢等领域具有广阔的应用前景。本文对阳极氧化法制备的Ti O₂纳米管进行研究,选择合适的过渡金属元素,分别采用浸渍-煅烧法和电化学沉积法对Ti O₂纳米管进行改性,制备Cu₂O/Ti O₂纳米管和Co/Ti O₂纳米管,并对复合材料的物理及化学特性进行表征,具体结果如下。在氧化电压为50V、氧化时间为2h的条件下制备Ti O₂纳米管,所得Ti O₂纳米管阵列排列规整,平均管径为130-150nm,平均管长为2-3μm,经过高温煅烧和负载改性后,Ti O₂纳米管的形貌并无明显的破坏。首先,采用浸渍-煅烧法制备了Cu₂O/Ti O₂纳米管,通过调控前驱体中Na OH的浓度控制Cu₂O颗粒的生长,随着Na OH浓度增高,Cu₂O颗粒在Ti O₂纳米管表面产生堆积现象,当Na OH的浓度为0.2mol/L时,Cu₂O/Ti O₂纳米管与纯Ti O₂纳米管的光生电流密度相比提高了1倍;当Na OH浓度为0.3mol/L时,复合催化剂降解Rh B的效果最好;由光致发光谱图中可以看出,Cu₂O的负载降低了电子-空穴对的复合率,提高了光生电子的利用率。其次,采用电化学沉积法制备Cu₂O/Ti O₂纳米管,通过调节制备过程中电解液的p H值调控沉积Cu₂O颗粒的大小及沉积路径。由SEM表征得知,随着电解液p H值的增大,越来越多的Cu₂O颗粒沉积在Ti O₂纳米管阵列的内部,均匀分散在管壁上,而当p H值大于12时,所得Cu₂O颗粒变大,堆积在Ti O₂纳米管管口顶端。对一系列的Cu₂O/Ti O₂纳米管进行光解水产氢效果测试以及光催化降解罗丹明B测试发现,当电解液p H=11时,复合催化剂光生电流密度最高为1.0m A/cm²,光电转换效率达到22.6%,而此时对Rh B的降解率也最高。选择电化学沉积法将Co颗粒负载在Ti O₂纳米管上,首先恒定沉积电压不变,改变沉积时间,由SEM分析结果得知,Co纳米颗粒的平均粒径随着沉积时间的增长逐渐减小,当沉积时间为60s、沉积电压为1V时,光电转化效率达到14.92%,与纯Ti O₂纳米管的效率（7.24%）相比增长了一倍;由PL和EIS表征结果得知,适量的Co负载后的催化剂电子-空穴对分离效果更好,光电转化效率更高。其次恒定沉积时间不变,改变电压,Co颗粒的直径逐渐减小并进入Ti O₂管内均匀分布,当沉积电压为2V时,其对Rh B的降解效率达到76.3%,与纯Ti O₂纳米管相比明显提高,说明Co颗粒的掺杂明显提高了Ti O₂纳米管的光催化活性,同时使Ti O₂纳米管的禁带宽度降低,有效抑制了电子-空穴对的复合,提高了材料对可见光的吸收强度。