二氧化钛具有良好的光电、气敏等特性，在太阳能电池、光催化降解污染物、各种传感器等领域有重要的应用前景，己经成为国内外研究热点。基于TiO2纳米管高的比表面积和工作效率，其制备及应用成为当前研究的重点。本论文采用阳极氧化法制备了TiO2纳米管有序阵列，并对其功能化性能进行了研究。 本文的主要工作如下： 在NaF，Na2SO4与H2SO4的混合溶液中采用电化学阳极氧化法在纯Ti片表面组装了一层结构高度有序的高密度纳米管阵列。考察了几种主要的实验参数：阳极氧化电压、温度、电解液浓度等对纳米管阵列形貌和尺寸的影响，探讨了二次阳极氧化对纳米管形貌的改善。对纳米管阵列进行扫描电子显微镜和X射线衍射检测。结果表明，孔径随阳极氧化电压的升高而变大，温度和电解液浓度影响反应过程中电流密度的大小，二次阳极氧化得到的纳米管的有序性有所改善，孔径大小更为均一。制备得到的纳米管为无定型结构，在空气中煅烧450℃转变为锐钛型，700℃出现了金红石结构。 在NH4F、乙二醇的混合溶液中采用阳极氧化法在纯Ti片表面制得了一层具有高比表面积的表面光滑TiO2纳米管阵列。考察了几种主要的实验参数并探讨其生长机理。结果表明，在此有机体系下制备得高密度排列的且具有更大长径比的TiO2纳米管阵列。 研究了TiO2纳米管的光致发光行为，结果表明制备的TiO2纳米管具有2个发光中心，其一位于465nm，起源于F心；其二起源于TiO2纳米管带隙电子跃迁，具有量子效应。高温煅烧处理后的TiO2纳米管的发光行为是高温诱导TiO2纳米管晶相发生变化的结果。经450℃热处理后TiO2纳米管的发射光强度达到最大值，发射峰位于387 nm和465 nm，分别起源于锐钛矿相带隙电子跃迁和F心。继续升高温度，发射光强度减弱。T=700℃时，发射光谱的峰形随之发生变化，TiO2纳米管存在4个发光中心，分别起源于锐钛矿相带隙电子跃迁、金红石相带隙电子跃迁、F心及TiO2纳米管表面的氧缺陷F+心，相应地发射峰位于368 nm、407nm、465nm和497nm。 对氧化钛纳米管作为锂电负极材料做了充放电、循环伏安、交流阻抗等检测。结果表明：锐钛型氧化钛纳米管作为锂电负极材料具有很好应用潜力。采用热分解的方法对氧化钛纳米管表面修饰纳米Ag。用扫描电镜对Ag/TiO2纳米管的形貌进行了表征，同时检测Ag/TiO2纳米管作为锂电负极材料的充放电、循环伏安、交流阻抗等方面的性能。结果表明经Ag修饰后能显著改善TiO2纳米管的导电性能，纳米管的容量与循环性能得到提高。 对制备得到的纳米管的光催化降解甲基橙的性能进行了检测，考察了溶液的pH、加入H2O2对光降解活性的影响。结果表明，加入酸提高有机分子在纳米管表面的吸附，加入H202使光照产生的电子.空穴分离，产生更多的羟基自由基，都提高氧化钛纳米管光降解活性；并且纳米管较方便循环利用。