TiO₂半导体材料在光催化降解有机物方面有非常好的应用前景。本文采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管，研究了氧化电压、氧化时间、煅烧温度对TiO₂纳米管形貌的影响，结合FSEM、XRD等测试方法对TiO₂纳米管的形貌及组成进行了分析。在0.5wt%HF溶液中，氧化电压25V，氧化时间50min，煅烧温度500℃下，制备的TiO₂纳米管形貌及性能最好。采用自制的TiO₂溶胶对纳米管进行了修复，FSEM结果显示纳米管表面形貌更佳。实验研究了TiO₂纳米管在不同条件下对甲基橙的降解率，结果表明，在光电催化降解方式下，甲基橙初始浓度5mg/L，溶液pH为2，外加偏压为0.5V时， TiO₂纳米管对甲基橙降解效率最高，3h可到达91.2%。重复性实验表明，制备出的TiO₂纳米管的使用寿命和催化活性是较优的。实验中研究了反应体系在暗态、紫外光催化下、紫外光电催化下的电化学阻抗谱。结果表明，暗态下反应体系的阻抗较大，反应难以发生；紫外TiO₂光催化条件下，阻抗变小，反应速率增大；紫外光照外加偏压条件下，体系阻抗更小，TiO₂纳米管催化效率最好。实验采用溶胶浸渍法将Ag掺杂在TiO₂纳米管的表面，结合FSEM、XRD、UV-VIS等测试手段对制备的Ag/TiO₂纳米管进行了表征。结果表明，掺Ag的TiO₂纳米管吸收边带产生明显的红移，紫外光电催化甲基橙效率明显提高。采用电沉积的方法制备出RuO₂掺杂TiO₂纳米管，EDX能谱分析表明，Ru元素是均匀掺杂在TiO₂纳米管表面的，UV-VIS测试结果表明RuO₂的掺杂增强了TiO₂纳米管对紫外光的吸收，吸收边带红移，可见光条件下对甲基橙光电催化明显提高。