金红石型TiO₂是宽禁带半导体（约为3.0 eV）,在太阳能电池、光解水制氢、光催化等领域具有及其重要的应用前景,然而TiO₂只能被紫外光所激发,限制了它应用范围;α-Fe₂O₃的禁带宽度比较小（为1.9².2eV）,其吸收光谱与太阳光谱匹配较好,能较好地利用太阳能,而它容易发生光化学腐蚀,影响其使用寿命,通过制备TiO₂和α-Fe₂O₃复合半导体材料,可以有效抑制α-Fe₂O₃的光腐蚀,扩大TiO₂的光谱响应范围,使光生载流子能够得到有效的分离,并提高对太阳光谱的利用率,是当前光电材料研究中最重要的研究课题之一。本论文采用化学法制备了TiO₂/α-Fe₂O₃阵列复合材料,并获得了以下结论:（1）采用水热法在导电玻璃基底上制备出TiO₂纳米棒阵列,二氧化钛与基底结合紧密,二氧化钛纳米棒直径为100nm,长度为2μm。（2）TiO₂纳米棒为四方金红石相,TiO₂纳米棒阵列在基底活性位点快速成核并沿[001]方向生长成纳米棒,前驱液浓度增加, TiO₂纳米棒密度及尺寸都增大,水热温度升高,结晶发育程度变好,四方棒状形貌越明显,且在高温下退火也不影响晶型。（3）用铁盐的强制水解法在TiO₂阵列表面包覆α-Fe₂O₃纳米颗粒,成功制备出TiO₂/α-Fe₂O₃阵列复合材料,在450oC退火后的样品对可见光的吸收明显,并发现随着退火温度的提高有更强的红移现象。铁盐前驱物含量为0.1M热处理温度为600℃时,复合阵列的光电转换效率达到0.133%,比纯TiO₂阵列提高3倍,这是因为良好异质结的形成有利于光电流密度的大幅度提高。（4）以偶氮染料活性黄15和罗丹明B作为染料的光催化实验表明,核-壳结构TiO₂/α-Fe₂O₃阵列复合材料在紫外区、可见光区都有良好的光催化活性,并从反应机理角度研究了TiO₂/α-Fe₂O₃阵列复合材料的光催化降解能力。