目前，人类面临着日趋严重的环境污染和能源紧缺两大问题。因此，世界各国都在努力发掘环境友好型、资源节约型的绿色能源。近几十年来，利用太阳辐射来治理环境污染的光催化技术和腐蚀与防护领域中新出现的光生阴极保护研究方向都成为研究热点。而半导体材料性能的好坏，是利用太阳能获得优质能源实现环境污染治理和利用材料防腐缓解能源紧缺的关键所在。因此，开发与利用具有优异性能的半导体材料显得尤为重要。　　TiO2纳米管具有高度有序的形貌、优异的物理化学特性、杰出的光催化性能，且适用范围广、效率高、相容性好等特点。但是，可见光响应范围窄和量子效率低却阻碍了TiO2纳米管在光电化学应用领域的实际发展。本论文通过不同修饰方法对TiO2纳米管进行表面改性，并研究其复合材料的光电化学性能。结合扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、傅里叶转换红外光谱（FTIR）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外可见近红外分光光度计（UV-vis-DRS）以及电化学工作站等测试手段对制备材料进行形貌、结构和性能的表征。　　采用阳极氧化法制备了高度有序、可循环利用的TiO2纳米管（TNTs），合成了5,10,15,20-四（对氯苯基）卟啉（H2TClPP），利用重结晶的方法对其进行提纯。通过简单的吸附法，对 TiO2纳米管进行 H2TClPP的敏化修饰，成功制备出H2TClPP-TNTs光电极。探究了H2TClPP浓度与浸泡时间对H2TClPP-TNTs复合材料光电化学性能的影响。实验结果表明，当H2TClPP浓度为2.5 mmol·L-1，TNTs在其中浸泡时间为24 h时，瞬态光电流密度最高可达1.37 mA·cm-2，线性伏安曲线趋于0.73 mA·cm-2的平衡值，光电极电化学性能最强。并通过H2TClPP在TiO2纳米管上吸附前后，溶液吸光度的变化量，计算出H2TClPP在TiO2纳米管上的吸附量为每平方厘米4.4×1017个分子。　　研究了最佳条件下的H2TClPP-TNTs复合材料的光催化性能。实验结果表明， H2TClPP-TNTs复合材料相比于纯TNTs在可见光区具有更大的吸收强度和光催化活性，光降解罗丹明B的降解率达92.8％，循环10次之后，降解率仍能达到81.8%，化学性质稳定，寿命较长。并探究了活性物质在H2TClPP-TNTs复合材料光催化过程中的作用。结果表明，主要是 O2·-和·OH起作用，其中 O2·-起主要作用，电子和空穴的影响不大。根据以上实验结果，推测出H2TClPP敏化TNTs降解罗丹明B 的光催化机理。　　采用化学镀和煅烧相结合的方法成功制备了NiO/TiO2 p-n异质复合材料。研究了化学镀时间和煅烧温度对NiO/TiO2 p-n异质复合材料光电化学性能的影响。实验结果表明，当化学镀时间为7 min，煅烧温度为550℃时，光照时与NiO/TiO2 p-n异质复合材料相连的304不锈钢的开路电位达-0.76 V，停止光照时的开路电位为-0.33 V，瞬态光电流密度达0.55 mA·cm-2，极化电势达-0.78 V，对304不锈钢表现出较好的阴极保护作用，并对其机理进行了系统的分析。