作为一种n型宽带隙无机半导体材料,纳米Ti O2因其优异的光催化活性,且具有无毒、耐光化学腐蚀、无二次污染的特点,在污水处理、空气净化、保洁抗菌及太阳能电池等领域得到广泛的应用。但是将纳米Ti O2分散到水介质中会产生催化剂难以回收再利用等问题影响了它的实际应用。受广袤无际森林的启发,将肉眼不可见的纳米颗粒构建成纳米“树”,进而形成纳米“森林”,即Ti O2纳米管阵列,较传统粉末状纳米Ti O2具有更高的比表面积、高度有序和可重复利用的特性,因此有着更为广阔的应用前景。然而,受到Ti O2带隙宽、光生电子-空穴复合率高、对水体中的有机污染物吸附能力弱等缺点的制约,Ti O2纳米管阵列的实际应用效果仍不甚理想。而研究发现,Ti O2纳米管阵列的微观形貌可以直接影响其光电转换率,适当的Ti O2纳米管径、长度以及纳米阵列的规整度可以直接提高电子的迁移速率,从而提高其性能。因此,本文从优化Ti O2纳米管阵列微观形貌出发,做了如下工作。本文首先采用了阳极氧化法制备了Ti O2纳米管阵列,分别改变了制备过程中的电解电压、电解液成分、电解时间、煅烧温度,制得了几组产品,通过扫描电镜观察其微观形貌,可以发现不同的实验条件对Ti O2纳米管阵列的管径、管间隙、管长与Ti O2的晶型都会有一定的影响,进而确定了最佳形貌的制备条件:以0.5%NH4F(质量分数)和乙二醇与水比例为5:1的混合溶液作为电解液,以15 V电压电解2 h。由于实验室条件有限不能将产品制成电池直接测其光电转换率,而选取了Ti O2的光催化性能作为检测产品性能的标准,并以20mg/L的酸性红3R染料作为标志物,对不同制备条件下的产品做光催化实验,之后通过紫外分光光度计检测光催化后的溶液,计算脱色率。发现在最佳形貌制备条件上的基础上继续增加电解时间到16小时,可以使性能最优,脱色率达到70%,大大优于传统的Ti O2水溶胶膜的脱色率9%。为了能进一步提高Ti O2纳米管的光催化性能,希望通过掺杂改性获得一定效果。分别选取了Fe、Mo、V、S几种元素,直接在电解液中加入含有掺杂元素的物质,发现在电解液中含有V(0.02mol/L)或Mo(0.01mol/L)或S(0.07mol/L)时,制得产品的光催化性能约有6%的提升。随后选取V、S对产品进行共掺杂处理,并改变V、S的比例,制得了一系列产品,发现在同时掺杂V(0.02mol/L)和S(0.05mol/L)时,其光催化性能要略大于单项掺杂的性能,较没有掺杂的产品已有大幅的提升。