本文以表面活性剂聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物（P123）为软模板,以TiOSO₄为钛源,通过简单的溶剂热法制备出介孔TiO₂纳米管（NT）。通过以上实验步骤,在加入钴源Co（NO₃）₂×6H₂O时,制备出了具有介孔结构的Co掺杂TiO₂纳米管（Co-TiO₂ NT）。氧化石墨烯（GO）由改进的Hummer’s法制出,然后通过水热处理,将GO还原成还原氧化石墨烯（RGO）,并对TiO₂NT和Co-TiO₂ NT进行包覆,制备出TiO₂ NT/RGO复合材料和Co-TiO₂ NT/RGO复合材料。结果表明TiO₂ NT的形貌为管状,晶型为锐钛矿型,长度在3μm到10μm之间,管径在400 nm到600 nm之间,壁厚约为250 nm。在除去软模板P123后,TiO₂ NT管壁上出现介孔结构,大小约为6 nm。为了研究TiO₂ NT和Co-TiO₂ NT在光催化应用中的性能,用造纸废水对其进行光催化降解测试。CODCr和色度分析结果表明,TiO₂ NT和Co-TiO₂ NT在去除色度分析中展现出了优异的性能,在去除CODCr中,样品Co-TiO₂-2在催化降解12 h后,对CODCr的去除率达到94.98%。为了研究所制备出的TiO₂基复合材料的电化学性能,将TiO₂基复合材料制成电极,应用于超级电容器,在0.50 mol L-1 Na₂SO₄电解质中通过电化学工作站测试进行测试,来表征电化学性能表征。结果表明,在Co和RGO共同作用下,Co-TiO₂ NT/RGO复合材料的电阻明显减小,充放电时间增加,表现出比其他材料电极更好的电容行为,展现出更高的比电容。电流密度从0.2 Ag^-1增加至3 Ag^-1时,CoTiG₂电极的比电容从20.85 Fg^-1减小至9.00 Fg^-1。在电流密度为0.2 Ag^-1的条件下,对CoTiG₂电极进行了长期的充放电循环稳定性测试。当循环次数达到2000圈时,比电容的保持率在87.26%。将TiO₂基复合材料电极组装成超级电容器后,材料的电化学性能没有明显的降低。当电流密度从0.2 Ag^-1增加至3 Ag^-1时,CoTiG₂电极的比电容从27.50 Fg^-1减小至13.20 Fg^-1,而在这电流密度为0.2 Ag^-1时,纯TiO₂纳米管的比电容为0.70 Fg^-1。说明将所制备的TiO₂基复合材料电极组装成超级电容器后,电极的性能没有明显的下降。这些测试结果可以得到以下结论:Co的掺入能够改善TiO₂纳米材料的光催化性能;由于Co-TiO₂ NT与RGO片的协同作用,有效提高了Co-TiO₂ NT/RGO复合材料的电化学性能。